一種環(huán)狀烷基碳酸酯清潔生產(chǎn)工藝，其特點是由環(huán)氧烷烴與二氧化碳合成環(huán)狀烷基碳酸酯。合成過程中所使用的原料環(huán)氧烷烴或二氧化碳先采用溶劑環(huán)狀烷基碳酸酯吸收，富含環(huán)氧烷烴與二氧化碳的吸收液再催化合成環(huán)狀烷基碳酸酯最后再進行環(huán)狀烷基碳酸酯的精制及催化劑的分離。采用該工藝生產(chǎn)環(huán)狀烷基碳酸酯，方法簡單，成本低，反應速度快，反應時間短，環(huán)狀烷基碳酸酯的產(chǎn)率和選擇性高。此外，從ＣＯ↓［２］的綜合利用與改善環(huán)境來講，是一種“環(huán)境友好”的清潔工藝。該方法操作十分簡便，易于工業(yè)化實施，為一種較有前景的環(huán)狀烷基碳酸酯的合成方法。（*該技術(shù)在2024年保護過期，可自由使用*）
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及環(huán)狀烷基碳酸酯的生產(chǎn)工藝。
技術(shù)介紹
環(huán)狀烷基碳酸酯如碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯等，是一種性能優(yōu)良的溶劑及萃取劑。廣泛用于天然氣、油田氣及合成氨原料中CO2、H2S的脫除，是紡織印染工業(yè)、合成纖維工業(yè)中的良好溶劑；此外還可作為塑料加工助劑、電容電池和手機等鋰電池的電解液，液壓系統(tǒng)傳導液，以及與甲醇酯交換反應生產(chǎn)綠色泛用基礎(chǔ)化工原料碳酸二甲酯等。文獻報導的合成環(huán)狀烷基碳酸酯方法很多，其中由環(huán)氧烷烴與二氧化碳在催化劑存在下直接反應，是比較成熟的方法，如特許昭38-23175、U.S.2667497、U.S.2924608，GB2011402，U.S.2773070，CN1130628A等。采用上述的合成方法，均采用較高純度的環(huán)氧烷烴與二氧化碳，而并沒有涉及到以富含環(huán)氧烷烴與二氧化碳的環(huán)狀烷基碳酸酯吸收液去催化合成環(huán)狀烷基碳酸酯。而且對于環(huán)狀烷基碳酸酯的合成與精制過程，也沒有涉及到能量的集成。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)需要解決的技術(shù)問題是公開一種環(huán)狀烷基碳酸酯的生產(chǎn)工藝，以克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷。本專利技術(shù)的技術(shù)構(gòu)思是這樣的專利技術(shù)人通過對上述問題的深入研究，設(shè)想通過溶劑環(huán)狀烷基碳酸酯直接吸收烯烴直接氧化的產(chǎn)物環(huán)氧烷烴與二氧化碳，富含環(huán)氧烷烴與CO2的吸收液催化合成環(huán)狀烷基碳酸酯。由于CO2所引起的溫室效應越來越成為人們面臨的威脅，將其作為碳源合成有機化學品符合公眾對環(huán)保的愿望。因此，以CO2、環(huán)氧烷烴為原料直接合成環(huán)狀烷基碳酸酯是更具有理論和現(xiàn)實意義的路線。本專利技術(shù)的方法包括如下步驟(1)采用溶劑環(huán)狀烷基碳酸酯吸收環(huán)氧烷烴或二氧化碳中的一種或兩種，環(huán)狀烷基碳酸酯它既作為吸收劑，又是環(huán)氧烷烴與二氧化碳反應的產(chǎn)物，因此并不會給系統(tǒng)增加分離的難度；其中吸收過程的壓力為0.1～20MPa，尤其以0.1～10MPa為佳；吸收溫度為-50～250℃，尤其以-30～100℃為佳；(2)富含環(huán)氧烷烴與二氧化碳的上述吸收液催化合成環(huán)狀烷基碳酸酯環(huán)狀烷基碳酸酯，反應壓力為0.1～20MPa，尤其以0.2～10MPa為佳；反應溫度為50～250℃，尤其以100～250℃為佳；所采用的催化劑為鹵化物、季胺鹽、有機胺或膦化物等中的一種；并且以環(huán)狀烷基碳酸酯合成時所釋放的熱量發(fā)生低壓水蒸汽或直接用作流程中收集環(huán)狀烷基碳酸酯所需要的加熱源；(3)從步驟(2)的反應產(chǎn)物中收集環(huán)狀烷基碳酸酯，最好采用精餾或蒸發(fā)的方法，壓力為0～0.1MPa，尤其以0～0.05MPa為佳；溫度為50～250℃，尤其以100～170℃為佳；并且以環(huán)狀烷基碳酸酯蒸餾塔頂冷凝熱發(fā)生低壓水蒸汽。所說的環(huán)狀烷基碳酸酯結(jié)構(gòu)式如下所示 式中R1、R2、R3、R4分別代表H或C1-6烷基；優(yōu)選碳酸丁烯酯、碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯等，最好為碳酸乙烯酯和碳酸丙烯酯；環(huán)氧烷烴結(jié)構(gòu)式如下所示 式中R1、R2、R3、R4分別代表H或C1-6烷基；優(yōu)選環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙烷、1，2-環(huán)氧丁烷，2，3-環(huán)氧丁烷等，最好為環(huán)氧乙烷與環(huán)氧丙烷；二氧化碳可采用純度較高的工業(yè)品，也可采用來自化肥廠、酒廠、石油煉制廠、化工廠等所排放的二氧化碳廢氣。由上述公開的技術(shù)方案可見，本專利技術(shù)的整個流程通過能量集成，極大地降低了能耗，為一種具有工業(yè)化生產(chǎn)前景的制備環(huán)狀烷基碳酸酯的生產(chǎn)工藝。采用該工藝生產(chǎn)環(huán)狀烷基碳酸酯，方法簡單，成本低，反應速度快，反應時間短，環(huán)狀烷基碳酸酯的產(chǎn)率和選擇性高。此外，從CO2的綜合利用與改善環(huán)境來講，是一種“環(huán)境友好”的清潔工藝。該方法操作十分簡便，易于工業(yè)化實施，為一種較有前景的環(huán)狀烷基碳酸酯的合成方法。附圖說明圖1是本專利技術(shù)的工藝流程簡圖。具體實施例方式(1).環(huán)氧烷烴與二氧化碳催化反應合成環(huán)狀烷基碳酸酯含有環(huán)氧烷烴和二氧化碳的混合氣體經(jīng)管線2進入吸收塔T1的底部，與通過管線1進入吸收塔T1的吸收劑環(huán)狀烷基碳酸酯在吸收塔T1內(nèi)逆流接觸，環(huán)氧烷烴和二氧化碳被吸收到環(huán)狀烷基碳酸酯的吸收液中，尾氣經(jīng)管線4直接排空或進行其他處理。富含環(huán)氧烷烴和二氧化碳的環(huán)狀烷基碳酸酯吸收液經(jīng)管道3進入反應器T2，在催化劑作用下，富含環(huán)氧烷烴和二氧化碳的吸收液在此合成環(huán)狀烷基碳酸酯。合成反應器可以采用釜式反應器或管式反應器，但應將反應放熱及時通過管線5移去。(2)環(huán)狀烷基碳酸酯的精制及催化劑的分離從環(huán)狀烷基碳酸酯合成反應器出來環(huán)狀烷基碳酸酯合成液通過管線6進入環(huán)狀烷基碳酸酯精餾塔T3，底部的催化劑通過管線7循環(huán)至環(huán)狀烷基碳酸酯合成反應器T2中。塔頂環(huán)狀烷基碳酸酯通過管線8進入產(chǎn)品收集槽。實施例1(1)環(huán)氧丙烷與二氧化碳催化酯化反應生成碳酸丙烯酯丙烯氧化得到的混合氣體中含環(huán)氧丙烷5.3mol％、二氧化碳20.2mol％，溫度為58℃，以60kg/h的流量通過床層高度為1.2米的填料塔，25℃的碳酸丙烯酯吸收液以45kg/h的流量從塔頂流下，與氣體逆流接觸，操作壓力為2.0MPa，環(huán)氧丙烷和二氧化碳被吸收到吸收液中，未吸收的其他氣體放空。吸收液分析表明，環(huán)氧丙烷的吸收率為99.5％以上，二氧化碳的吸收率90％以上。把上述吸收液與催化劑四乙基溴化胺在反應器中混合，并加熱至170℃，操作壓力為7.6MPa，反應30分鐘后，環(huán)氧丙烷的轉(zhuǎn)化率為99.5％，未檢測到重組分的生成。(2)碳酸丙烯酯的精制及催化劑的分離將合成液減壓以解析溶液中的二氧化碳，隨后將溶液減壓蒸餾，塔頂?shù)玫郊兌雀哂?9.5％的碳酸丙烯酯。塔釜得到富含催化劑的溶液，返回至碳酸丙烯酯合成器中。以上系統(tǒng)經(jīng)過長時間運行，產(chǎn)品質(zhì)量和收率穩(wěn)定。實施例2(1)環(huán)氧乙烷與二氧化碳催化酯化反應生成碳酸乙烯酯乙烯氧化得到的氣體中含環(huán)氧乙烷1.5mol％、二氧化碳7.5mol％，溫度為35℃，以100kg/h的流量通過床層高度為1.2米的填料塔，35℃的碳酸乙烯酯吸收液以75kg/h的流量從塔頂流下，與氣體逆流接觸，操作壓力為1.6MPa，環(huán)氧乙烷和二氧化碳被吸收到吸收液中。分析表明，環(huán)氧乙烷的吸收率為99.5％以上，二氧化碳的吸收率90％以上。把上述吸收液與催化劑溴化鉀在反應器中混合，并加熱至185℃，操作壓力為9.5MPa，反應24分鐘后，環(huán)氧乙烷的轉(zhuǎn)化率為99.6％，未檢測到重組分的生成。(2)碳酸乙烯酯的精制及催化劑的分離將合成液減壓，隨后將溶液減壓蒸餾，塔頂?shù)玫郊兌雀哂?9.5％的碳酸乙烯酯。塔釜得到富含催化劑溴化鉀的溶液，返回至碳酸乙烯酯合成器中。以上系統(tǒng)經(jīng)過長時間運行，產(chǎn)品質(zhì)量和收率穩(wěn)定。權(quán)利要求1.一種環(huán)狀烷基碳酸酯的生產(chǎn)工藝，其特征在于，包括如下步驟(1)采用溶劑環(huán)狀烷基碳酸酯吸收環(huán)氧烷烴或二氧化碳中的一種或兩種；(2)富含環(huán)氧烷烴與二氧化碳的上述吸收液催化合成環(huán)狀烷基碳酸酯環(huán)狀烷基碳酸酯；所采用的催化劑為鹵化物、季胺鹽、有機胺或膦化物等中的一種；(3)從步驟(2)的反應產(chǎn)物中收集環(huán)狀烷基碳酸酯；所說的環(huán)狀烷基碳酸酯結(jié)構(gòu)式如下所示 式中R1、R2、R3、R4分別代表H或C1-6烷基；環(huán)氧烷烴結(jié)構(gòu)式如下所示 式中R1、R2、R3、R4分別代表H或C1-6烷基；2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其特征在于，吸收過程的壓力為0.1～20MPa，尤其以0.1～10MPa為佳；吸收溫度為-50～250℃，尤其以-30～100℃為佳。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
一種環(huán)狀烷基碳酸酯的生產(chǎn)工藝，其特征在于，包括如下步驟：（１）采用溶劑環(huán)狀烷基碳酸酯吸收環(huán)氧烷烴或二氧化碳中的一種或兩種；（２）富含環(huán)氧烷烴與二氧化碳的上述吸收液催化合成環(huán)狀烷基碳酸酯環(huán)狀烷基碳酸酯；所采用的催化劑為 鹵化物、季胺鹽、有機胺或膦化物等中的一種；（３）從步驟（２）的反應產(chǎn)物中收集環(huán)狀烷基碳酸酯；所說的環(huán)狀烷基碳酸酯結(jié)構(gòu)式如下所示：＊＊＊式中：Ｒ↓［１］、Ｒ↓［２］、Ｒ↓［３］、Ｒ↓［４］分別代表Ｈ或Ｃ↓［１－ ６］烷基；環(huán)氧烷烴結(jié)構(gòu)式如下所示：＊＊＊式中Ｒ↓［１］、Ｒ↓［２］、Ｒ↓［３］、Ｒ↓［４］分別代表Ｈ或Ｃ↓［１－６］烷基；。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：田恒水，朱云峰，郝曄，
申請(專利權(quán))人：華東理工大學，
類型：發(fā)明
國別省市：31[中國|上海]
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