[发明专利]生产C2‑10链烷二醇的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种生产C_2-10链烷二醇的方法。

背景技术

酯类的水解是一种重要的化学反应，广泛地应用于石化生产的各个领域，其中环状碳酸酯，如碳酸乙烯酯(EC)、碳酸丙烯酯等的水解更是具有非常重要的基础地位。

碳酸亚乙酯的水解是由环氧乙烷(EO)催化水合两步法生产乙二醇 (EG)的重要步骤。乙二醇是一种重要的有机化工原料，主要用来生产聚酯纤维、防冻剂、不饱和聚酯树脂、非离子表面活性剂、乙醇胺以及炸药等。乙二醇的生产技术主要分为石化路线和非石化路线。在石化路线中有环氧乙烷直接水合法和环氧乙烷催化水合法，直接水合法需要较高的水比(大于20)才能保证有较高的乙二醇得率，而提纯乙二醇的过程中耗能较高。环氧乙烷催化水合法又包括直接催化水合法和碳酸亚乙酯路线。直接催化水合法水比相对较低(约5左右)，但是仍需要蒸发除去大量的水，而碳酸亚乙酯路线则首先利用乙烯氧化制环氧乙烷时排放的CO₂为原料，与环氧乙烷在催化剂的作用下生成碳酸亚乙酯，然后以碳酸亚乙酯为中间产物催化水解生成乙二醇，该过程水比接近化学计量比1，是今后环氧乙烷制乙二醇的工业化方向。

目前已用于环状碳酸酯水解的催化剂主要有：碱(土)金属碳酸(氢) 盐(US4524224，1985)、Mo和W的化合物(JP822106631，1982； WO2009071651，2009)、季铵盐、季鏻盐和离子交换树脂(EP0133763， 1989；US6080897，2000；US20090156867，2009)等。但这些催化体系或多或少存在催化剂分离困难、活性低、稳定性不高等问题。

强碱型离子交换树脂用于环状碳酸酯水解时，活性和选择性都较好，但是由于其耐温和耐溶胀性能差，在催化反应过程中活性下降较快(Yu FP, Cai H,He WJ,et al.J.Appl.Polym.Sci.,2010,115:2946～2954)，这是导致该催化剂未能工业化的主要原因。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有技术存在催化剂稳定性差、活性组分易流失的问题，提供一种新的生产C_2-10链烷二醇的方法。该方法具有活性和选择性高，活性组分不易流失且极易分离的特点。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：一种生产C_2-10链烷二醇的方法，以碳酸亚C_2-10链烷基酯和水为原料，在反应温度为 60～180℃，水和碳酸亚C_2-10链烷基酯的摩尔比为1～10，催化剂与碳酸亚 C_2-10链烷基酯的重量比为0.005～1的条件下，原料与催化剂接触生成C_2-10链烷二醇；所述催化剂为负载型季铵催化剂，具有如下的平均结构式(1)：

其中，X为卤素；

R₁、R₂和R₃相同或不同，各自独立地选自任选取代的C_1-20直链或支链烷基、任选取代的C_2-20直链或支链烯基、任选取代的C_2-20直链或支链炔基、任选取代的C_3-20环烷基或者任选取代的C_6-20芳基；

L为二价连接基团，选自任选取代的C_1-20直链或支链亚烷基、任选取代的C_2-20直链或支链亚烯基或者任选取代的C_2-20直链或支链亚炔基；其中所述亚烷基、所述亚烯基或所述亚炔基任选被一个或多个选自-O-、-S-、 -NR_a-和亚苯基的插入基团插入；所述R_a为C_1-4烷基；

为载体，选自磁性纳米Fe₃O₄粒子，其平均粒径为3～20 纳米；

-代表共价键；·代表离子键；

n为平均值，其使得部分与部分的重量比达到(1～25):(75～99)。

上述技术方案中，优选地，X为氯、溴或碘。更优选地，X为溴或碘。