[發(fā)明專利]一種制備碳酸乙烯酯的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410771437.5
• 申請日: 2014-12-12
• 公開（公告）號: CN105732566B
• 公開（公告）日: 2019-02-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 賀俊海;史君;郭立穎;程光劍;呂潔;石鳴彥;李志宇;李民;婁陽;曹微
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號: C07D317/38
• 分類號: C07D317/38;B01J31/38;B01J31/02
• 代理公司: 北京律誠同業(yè)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11006
• 代理人: 高龍鑫;梁揮

本發(fā)明涉及一種由環(huán)氧乙烷和二氧化碳催化加成制備碳酸乙烯酯的方法，該方法是在環(huán)保型離子液體催化劑的作用下實現(xiàn)二氧化碳與環(huán)氧乙烷加成制備碳酸乙烯酯，在反應(yīng)溫度90～130℃、反應(yīng)壓力為1～3MPa，攪拌速度200～300轉(zhuǎn)/分，反應(yīng)時間為1～2小時的條件下，環(huán)氧乙烷轉(zhuǎn)化率高達(dá)98％以上，碳酸乙烯酯的收率可達(dá)94％以上，且催化劑循環(huán)使用7次時，轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)率指標(biāo)均在90％以上。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種由環(huán)氧乙烷和二氧化碳催化加成制備碳酸乙烯酯的方法。

背景技術(shù)

碳酸乙烯酯是生產(chǎn)聚酰胺、聚丙烯腈、聚氯乙烯等高聚物的良好溶劑，還可用作紡織上的抽絲液和其他化工助劑，也可作為脫除工業(yè)酸性氣體的溶劑及混凝土的添加劑。在醫(yī)藥方面可用作制藥的組分和有機合成中間體，還可用作塑料發(fā)泡劑及合成潤滑油的穩(wěn)定劑。在電容電池工業(yè)上，EC和碳酸丙烯酯的混合溶液具有較高的介電常數(shù)，可作為鋰電池的電解液，隨著手機及電腦的日漸普及，市場需求量及發(fā)展?jié)摿薮蟆＝陙恚瑖鴥?nèi)外還開發(fā)了以EC為原料合成呋喃唑酮、以及碳酸二甲酯(DMC)聯(lián)產(chǎn)乙二醇(EG)的技術(shù)，進一步拓寬了碳酸乙烯酯的應(yīng)用領(lǐng)域和市場價值。

目前，碳酸乙烯酯工業(yè)化生產(chǎn)中主要采用季銨鹽類催化劑，該類催化劑的活性和選擇性高，生產(chǎn)成本低，但催化過程中溫度高、壓力大，催化劑活性組分易流失、壽命短、用量大，產(chǎn)率不夠高。因此，尋求環(huán)境友好的新型高效催化劑是研究環(huán)氧乙烷與二氧化碳直接加成反應(yīng)制備碳酸乙烯酯的動力，目前已發(fā)現(xiàn)許多催化劑對此反應(yīng)有催化效果，如過渡金屬配合物、主族元素配合物、季銨鹽、膦鹽和堿金屬鹽、離子液體等催化體系。

專利1817877和1817878分別公開了一種環(huán)狀碳酸酯的合成方法和高活性催化劑催化制備環(huán)狀碳酸酯的方法，采用過渡金屬鹽分別和二齒離子液體與鹵化季磷鹽類離子液體組成的二元催化劑。專利101037431公開了二氧化碳和環(huán)氧化合物環(huán)加成反應(yīng)合成環(huán)狀碳酸酯的方法，采用金屬鹽、離子液體以及季銨鹽組成催化劑，反應(yīng)壓力為0.5-10MPa，反應(yīng)溫度30-200℃。專利1631886公開了環(huán)狀碳酸酯的合成方法，采用鋅鹽和咪唑鹵代鹽、吡啶鹵代類離子液體，季銨鹽中的一種作為催化劑，反應(yīng)壓力為0.5-5MPa，反應(yīng)溫度50-200℃，經(jīng)過催化二氧化碳和環(huán)氧化物制備環(huán)狀碳酸酯。這些離子液體催化劑都需要添加輔助催化劑，且在較高的溫度或較高壓力下才能保證較理想的催化活性，且難以實現(xiàn)連續(xù)工業(yè)化生產(chǎn)。

專利102049303A公開了一種合成碳酸丙烯酯的催化劑及其制備方法，催化劑是由鋅鹽、鹵素和有機胺為活性組分，以二氧化硅為載體實現(xiàn)低成本、高效率的催化過程，反應(yīng)溫度150-170℃，壓力3-4MPa，反應(yīng)時間8h。該催化過程反應(yīng)時間較長，催化活性易流失。

專利102294264A公開了一種用于環(huán)氧乙烷和二氧化碳制備碳酸乙烯酯的核殼型催化劑及其制備方法，該催化體系是以二氧化硅微球為核相，以聚乙烯亞胺絡(luò)合的金屬鹽為殼相，該催化劑活性高且活性組分不易流失，但是催化劑用量大，難回收，制備工藝較復(fù)雜，催化劑穩(wěn)定性較差，因此工業(yè)化意義不大。

專利102728402公開了一種合成碳酸丙烯酯催化劑及其制備方法與應(yīng)用，該催化劑體系是以離子液體為活性組分，以介孔氧化硅泡沫材料為載體，在無需添加輔助催化劑或溶劑條件下，使催化過程在較溫和條件下表現(xiàn)出高的活性與選擇性。專利102513158公開了一種連續(xù)多相催化劑制備碳酸乙烯酯的方法和催化劑，該催化體系是以功能化離子液體高聚物吸附在無機載體上實現(xiàn)了固定床連續(xù)催化過程，反應(yīng)壓力1-6MPa，溫度80-150℃，時間1-6h，催化過程簡單，活性高，能耗少，無需分離精餾，轉(zhuǎn)化率可達(dá)97％，選擇性可達(dá)98％。文獻(xiàn)Wei-Li Dai等(Catal Lett,2010,137:74-80)報道了一種含功能性基團咪唑離子液體嫁接到高聚物和無機載體二氧化硅上制成催化劑，在高壓反應(yīng)釜下催化二氧化碳和環(huán)氧化物環(huán)加成制備環(huán)狀碳酸酯，反應(yīng)壓力2MPa，反應(yīng)溫度120-140℃，反應(yīng)時間2-4h，催化活性很高且催化劑沒有流失。