[发明专利]碳酸亚乙酯及乙二醇的制造方法

说明书

技术领域

本发明关于碳酸亚乙酯和/或乙二醇的制造方法。

背景技术

碳酸亚乙酯被用作各种高分子化合物的溶剂、各种化学反应的反应溶剂、锂离子二次电池的电解液溶剂、萃取溶剂、发泡剂及润滑油稳定剂等。碳酸亚乙酯通常由环氧乙烷与二氧化碳于高温高压下反应而合成。因此，碳酸亚乙酯中含有源自这些合成原料的乙二醇及二乙二醇等二元醇类。此外，碳酸亚乙酯中，除了上述杂质，还含有微量的水分，该水分会与碳酸亚乙酯反应，进一步生成乙二醇。

用作各种溶剂的碳酸亚乙酯优选尽量不含杂质，作为碳酸亚乙酯的纯化方法，提案有蒸馏法、析晶法等各种方法。

蒸馏法是工业最通用的纯化方法。但是，由于碳酸亚乙酯的沸点高达246℃(常压)，因此通过蒸馏法纯化碳酸亚乙酯的话，即使在减压下蒸馏，也会引起热劣化，碳酸亚乙酯容易与二元醇和水分反应，出现高分子量化。此外，从本发明人们进行的研究可知，由于高分子量化的碳酸亚乙酯的部分键断裂，变回为二元醇，因此即使进行了蒸馏，碳酸亚乙酯中也会残留有约100ppm的二元醇。此外，蒸馏法除了必须有该物质的蒸发潜热的能量，回流比也必须大。因此，较之于仅通过除去显热而冷却即可的析晶法，耗能非常大。

析晶法，是利用了在令目标成分结晶时，该温度下不结晶的杂质成分不会进入晶体中的纯化方法。析晶法仅通过冷却析晶和微加温溶解的操作即可进行纯化，因此不易出现副反应造成的劣化，耗能少。此外，专利文献1中披露，使用本文献记载的析晶法可获得99.999％以上高纯度的碳酸亚乙酯。

但是，使用析晶法纯化碳酸亚乙酯时，经纯化的碳酸亚乙酯中会存在微量的着色成分，特别是在要求高纯度的锂离子二次电池等的电解液用途中，该着色成分成为问题。

通过本发明人等的研究可知，这些着色成分不能通过例如，为了回收催化剂而获取部分含催化剂的反应液、添加水、回收催化剂后再循环至工艺中的方法(专利文献2及3)除去，而残存于循环至工艺中的催化剂溶液中，随着连续运转而被浓缩。

此外，已知还有在环氧乙烷与二氧化碳于高温高压下反应的碳酸亚乙酯化反应液中再添加水，进行水解反应而制造乙二醇的方法(专利文献4～7)。上述工艺会出现循环使用催化剂的同时连续运转的话，水解反应槽中的出口调节阀等堵塞的问题。

现有技术文献

专利文献

【专利文献1】日本专利特开2007-284427号公报

【专利文献2】英国专利第2098985号公报

【专利文献3】日本专利特开2004-262767号公报

【专利文献4】日本专利特公昭55-47617号公报

【专利文献5】日本专利特开昭59-13741号公报

【专利文献6】日本专利特开2000-128814号公报

【专利文献7】日本专利特开2004-196722号公报

发明内容

本发明的目的是提供除去了上述碳酸亚乙酯所含有的着色成分的碳酸亚乙酯的制造方法，以及提供上述乙二醇制造工艺中可防止堵塞并长期稳定运转的乙二醇的制造方法。

本发明人们为解决上述课题而进行锐意研究后发现，通过在碳酸亚乙酯制造方法中——该碳酸亚乙酯制造方法包括在催化剂存在下令二氧化碳与环氧乙烷反应而得到含碳酸亚乙酯的反应液，并通过将生成的碳酸亚乙酯晶析而纯化的工序(本说明书中有时将此称为“EC制造工艺”)——提取部分碳酸亚乙酯化反应液(本说明书中有时将此称为“碳酸酯化反应液”)，加入相对于提取液中溶解的催化剂的20重量倍以上的水，令不溶成分析出而从提取液除去析出的不溶成分后，循环至上述工艺的方法，可制造除去了着色成分的碳酸亚乙酯。此外，本发明人们发现，在进一步向上述碳酸酯化反应液添加水、生成乙二醇(以下有时称为“水解工序”)的工艺中，通过提取部分碳酸酯化反应液，加入相对于提取液中溶解的催化剂的20重量倍以上的水，令不溶成分析出，而从提取液除去析出的不溶成分后，循环至上述工艺的方法，即使经过1年的连续运转，在水解工序中也没有出现反应槽出口调节阀堵塞，从而完成了本发明。

即，本发明为：

(1)一种碳酸亚乙酯的制造方法，其特征在于，包括在催化剂存在下令二氧化碳与环氧乙烷反应而得到含碳酸亚乙酯的反应液、并将生成的碳酸亚乙酯通过析晶而纯化的工序，从所述反应液提取含催化剂的溶液，加入相对于提取液中溶解的催化剂的20重量倍以上的水，令不溶成分析出，除去析出的不溶成分后，循环至所述反应液；