[发明专利]制备聚醚醇的方法

说明书

本发明提供一种通过使用多金属氰化物化合物作为催化剂聚合环氧烷制备聚醚醇的连续方法。

聚醚醇已公知有一些时间，并以工业规模大量制备。通常它们用作通过与多异氰酸酯反应制备聚氨酯的起始化合物。

近来用于制备聚醚醇的催化剂经常是多金属氰化物化合物，其也公知为DMC催化剂。使用DMC催化剂使得不饱和副产物的含量最小化；而且，该反应相对于常规的碱性催化剂也以明显更高的时空产率进行。

DMC催化剂的另一个优点在于所谓的差异催化。这是指环氧烷在反应中优先加成到低摩尔质量的分子中。这使得能够在具有理想混合的反应器中连续制备聚醚醇。

使用DMC催化剂连续制备聚醚醇的方法也是已知的。例如，WO98/03571描述了一种通过DMC催化剂连续制备聚醚醇的方法，其中首先将原料和DMC催化剂的混合物在连续搅拌釜中装料，将该催化剂活化，然后将进一步的原料、环氧烷和DMC催化剂连续加入到该活化混合物中，并且在达到希望的反应器填充水平时，连续地排出聚醚醇。

JP H6-16806描述了一种同样在连续搅拌釜或者在管式反应器中通过DMC催化剂连续制备聚醚醇的方法，其中首先在入口处将活化的原料混合物装料并将环氧烷在管式反应器的各个点处计量加入。

DD 203 725也描述了一种通过DMC催化剂连续制备聚醚醇的方法，其中首先在管式反应器的入口处将活化原料混合物装料，并在管式反应器的各个点处计量加入环氧烷。

WO01/62826、WO01/62824和WO01/62825描述了用于通过DMC催化剂制备聚醚醇的连续方法中的特定反应器。

在使用DMC催化剂连续制备聚醚醇中的问题是在连续反应器的输出物中存在未转化的环氧烷。这些通常通过汽提从聚醚醇中除去。

尤其是在工业规模制备聚醚醇中，这产生相当大的产物损失，削弱了该方法的经济生产能力。

为了弥补该缺陷，WO 03/025045提出将连续反应器的输出物通入无环氧烷计量加入其中的管式反应器。在该管式反应器的末端，游离环氧烷已经反应完全且所得的聚醚醇基本上无单体。

该方法的不足是确保所有的游离环氧烷转化的管式反应器必须非常长。而且，在管式反应器中的混合经常不充分。管式反应器的除热性能不足以防止出现温度峰，该温度峰导致在具有高环氧烷浓度的第一段中发生产物损害。

为了保持管式反应器中的温度恒定，尤其是在反应器的最前部就必须冷却，以使得产物不会由于温度的增加而被损害。

必要的停留时间也是非常长的，从而使得要确保活塞式流动行为(其结果是反应器的直径小)导致反应器非常长。

该方法的另一个不足是经常不可能对管式反应器进行优化流体-动态设计。为了确保所有游离环氧烷反应，需要特定的流体动力学停留时间。这可以通过足够大的体积来获取。大体积可通过高直径或通过高长度实现。

在高直径的管中，流速低。一旦流动低于Reynolds临界值，低的流速就会导致轴向反混，并因而导致不确定的停留时间分布。装置的停留时间分布最终不再对应于反应所需要的理想管特性。而且，特定的脉冲输入影响流速；颗粒的分散日益变差。

与此相反，当所需的反应体积通过大的管长实现时，这可产生构造困难。例如当预期在管的轴向上存在温度差异时，可仅在垂直设计中防止分层。

本发明的目的是开发一种使用DMC催化剂连续制备聚醚醇的方法，其中环氧烷的损失最小化，可以以紧凑的方式设计并且操作安全。

该目的令人吃惊地通过在连续反应器的下游使用由密封板关于彼此分成相互分隔的部分(称作隔室)的反应器而实现，所述相互分隔的部分通过外部管线彼此连接。

因此本发明提供一种使用DMC催化剂连续制备聚醚醇的方法，其包括，在第一步中，在连续反应器中，将环氧烷加成到H-官能的起始物质上，并将该反应器的输出物转移到由密封板关于彼此分成分隔部分(称作隔室)的反应器中，所述分隔部分通过外部管线彼此连接，其中将来自该反应的第一步的反应器的输出物接连地通过各隔室。

第二反应器在下文中将称作隔室反应器。它优选是圆柱状的，装置的长度大于其直径。该装置可具有水平或垂直的设计。分隔壁优选以直角安装在圆柱的器壁上。各个隔室优选具有相同的体积。

在该反应器中，除了存在于来自该方法第一步的反应器的输出物中的环氧烷外，通常不计量加入环氧烷，以使得存在于来自该方法第一步的反应器的输出物中的环氧烷完全消耗。然而原则上也可以将环氧烷计量加入到该反应器中，例如以将其它环氧烷或其它环氧烷混合物加成到在前连续反应器得到的链端。