[发明专利]制备聚醚醇的方法

说明书

本发明涉及一种制备聚醚醇的方法。

聚醚醇可为聚醚多元醇，其尤其用作制备聚氨酯的原材料，或可为聚醚一元醇，其用于各种应用领域，特别是用作表面活性物质、衣物洗涤剂和清洗剂，用于采矿、建筑，用作油田化学品，用于织物或皮革加工，用作涂料，用作作物保护剂的配制助剂，用作化妆品和个人护理产品，用作人类和动物营养品的配置助剂，用于颜料、药物或用作燃料添加剂。

在具有多个相互平行排列的层且微结构反应装置中制备聚醚醇是已知的。

EP-A1586372描述了微结构反应器及其在通过在固体催化剂存在下氧化烯烃的开环加成反应而制备聚醚醇的方法中的用途，其中化学方法在由两个或更多个基本平面平行的板或层所形成的空间中进行，使原料混合单独在各反应通道的单个液相中发生，提供换热装置且反应器在至多800巴的压力和30-400℃的温度下操作。可以该方式将从高的氧化烯烃压力获得的非常高的反应速度的潜能最佳利用并可制备质量均匀且副产物含量低的聚醚醇。

然而，微结构装置是非常难的结构；甚至在制造中，特别是对于随着反应时间粘度明显增加的反应体系，本发明的聚醚多元醇的制备就是这样，公差使得各毛细管中彼此相对的压降导致质量流分布不均。该问题由C.Amador等人在Chem.Eng.J.101(2004)1-3，第379-390页中全面说明。在平行连接的管装置中分布不均的避免早在二十世纪八十年代开始研究。已经开发了甚至在粘度增加体系的情况下也促进平均分布的方法。与在原料进入微结构反应器中必须考虑各毛细管中压降的方式相同，在引入其它材料时也必须考虑该效应。

此外，制备聚醚多元醇的方法要求非常高的压力，这迫使反应器设计能够耐受至多数百巴。

EP-A06114369公开了一种在具有多个相互平行排列的层且微结构反应装置中制备聚醚多元醇的改进方法，其中所述方法通过在将原料和催化剂引入管道之前提供分配装置以及在其末端为反应混合物提供收集装置而确保了反应混合物在各反应管道中的平均分布得以改进。

EP-A06114369描述了一种通过在催化剂存在下，在反应装置中使以下原料反应而制备聚醚多元醇的方法：

a)一种或多种氧化烯烃和任选的二氧化碳，以及

b)一种或多种H官能化的起始物质，

其中所述反应装置具有多个相互平行排列的层A、B且层A、B被微结构化以使得各层具有多个相互平行排列且形成从板的一侧至其相对侧的连续流径的通道，其中将部分原料或全部原料以及任选催化剂在低于反应温度的温度下，在通道外混合器中预混合，随后使混合物进入板的一侧的层A的通道并将反应混合物在板的另一侧取出，将传热介质供入与板一侧的平面A交替排列的平面B的通道并再从其另一侧将其取出，其中用于引入原料和催化剂的分配装置配置在平面A的通道的一端以及用于反应混合物的收集装置配置在其另一端。

鉴于此，本发明目的为确保在制备聚醚醇的方法中质量流的平均分布进一步改进，从而获得产率和选择性以及产物性能的进一步改进。

该目的借助通过在催化剂存在下，在反应装置中使以下原料反应以形成液体反应混合物，从而制备聚醚醇的方法实现：

a)一种或多种氧化烯烃和任选的二氧化碳，以及

b)一种或多种H官能化的起始物质，

其中所述反应装置具有形成多个微结构流道的内部件，其使液体混合物多重分割为组分流径并使其在交替排列下重新组合，将多重分割和重新组合重复多次，且其中微结构流道的特征尺寸(将其定义为在液体反应混合物中任何颗粒与离该颗粒最近的流道壁之间的最大可能距离)为20-10000μm，以使液体反应混合物通过微结构流道的流动剖面接近理想的活塞式流动。

已发现的是，通过在反应装置中使用内部件，在整个反应前沿上反应混合物平均分布的改进是可能的，其中所述内部件形成用作静态混合器且具有如上所定义的特征尺寸的微结构流道。

所述装置为所谓的分割-重组混合器，即其特征为料流的重复分离和组合段的混合器。

在本发明上下文中使用的术语流道或流径可如此定义，以使流道或流径包括未通过与流动方向呈径向的内部件或壁相互分离的液体反应混合物的全部颗粒。流道或流径使混合点相互连接并使分配器与混合点连接。

形成微结构流道的混合器也已知为微混合器。

对本发明而言重要的是使用形成特征尺寸为20-10000μm的微结构化流道的内部件，从而使液体反应混合物的流动剖面远离抛物线型流动剖面，接近理想的活塞式流动。

在本发明方法中多元醇的制备通过在催化剂存在下使以下原料反应而进行：