[发明专利]平衡限制反应的方法

说明书

技术领域

本申请总地涉及生成水作为反应产物的平衡限制反应的方法。

背景技术

酯化是醇和酸形成酯作为反应产物的反应。特别地，在酯化反应期间，醇和酸反应形成酯和水。进行酯化反应的一种方法是反应蒸馏。反应蒸馏可实现在相同装置中进行反应的时候分离所需产物，因此其用于很多应用。但是，这样的方法依赖于沸点差异，可能不适用于热敏性化合物。因此，本领域需要这样的酯化反应方法，其用于反应以及之后热敏性化合物的分离。

发明内容

本申请提供进行多种生成水作为反应产物的平衡限制化学反应的方法。特别地，本申请提供使用反应色谱装置(RCU)以改善平衡限制反应的功效的平衡限制反应的方法，其中平衡限制反应是可逆反应，其对于预定温度具有确定的平衡转化率值(X_e)。这些平衡限制反应的方法的实例是使二醇醚(GE)和羧酸(CA)在预定温度反应，形成水和二醇醚酯(GEE)。所述方法包括向RCU提供GE和CA，其中存在以下之一：CA相对于GE化学计量不足，或者GE相对于CA化学计量不足。RCU具有针对在预定温度的反应的催化剂以及分离包括GEE和水的混合物的介质。如本申请讨论，分离该混合物得到的平衡限制反应的转化率值大于该预定温度所对应的平衡转化率值。因此，本申请通过分离和移除反应产物有助于得到大于平衡转化率值的转化率，从而驱使反应物转化。

例如，当CA相对于GE化学计量不足时，CA在催化剂的存在下在RCU中反应，形成包括GEE、GE、残留未反应的CA和水的混合物(例如，经由酯化反应)。当GE相对于CA化学计量不足时，GE在催化剂的存在下在RCU中反应，形成包括GEE、CA、残留未反应的GE和水的混合物(例如，经由酯化反应)。使用RCU的分离介质将萃余液从混合物中分离，其中萃余液包含至少GEE。使用RCU的分离介质也将萃取物从混合物中分离，其中萃取物包含至少水。

当CA相对于GE化学计量不足时，GE用作RCU的萃余液和萃取物两者的洗脱液。另外，残留未反应的CA可从RCU洗脱在萃取物中或萃余液流中。优选以下述方式操作RCU，该方式使得将残留未反应的CA分离成萃取物流以便于下游分离。因此，萃余液包括GEE和GE两者，萃取物包括水、残留未反应的CA、和GE。将萃余液从混合物中分离，分离成GEE级分和循环级分，其中循环级分包含GEE的馏分和GE。将循环级分返回至RCU，以使GE与CA反应。也可将萃取物从混合物中分离，分离成至少以下两者：GE/残留未反应的CA级分(包含GE和残留未反应的CA两者)和GE/水级分。GE/残留未反应的CA级分可返回至RCU，以使GE和残留未反应的CA循环。

当GE相对于CA化学计量不足时，CA用作RCU的萃余液和萃取物两者的洗脱液。另外，可将残留未反应的GE从RCU洗脱在萃取物或萃余液流。优选以下述方式操作RCU，如本申请讨论，使得将残留未反应的GE分离成萃取物流以便于下游分离。因此，萃余液包括GEE和CA两者，萃取物包括水、残留未反应的GE、和CA。将萃余液从混合物中分离，分离成GEE级分和循环级分，其中循环级分包含GEE的馏分和CA。将循环级分返回至RCU，以使CA与GE反应。也可将萃取物从混合物中分离，分离成至少以下两者：CA/残留未反应的GE级分(包含CA和残留未反应的GE两者)和CA/水级分。CA/残留未反应的GE级分可返回至RCU，以使CA和残留未反应的GE循环。

RCU可按下述方式操作，使得化学计量不足的CA或化学计量不足的GE的单程转化率可为70百分比(％)至99％。因为该转化率小于100％，混合物中将存在残留未反应的CA或残留未反应的GE。分离之后，萃取物包括残留未反应的CA或残留未反应的GE之一。通过将残留未反应的CA或残留未反应的GE返回至RCU，可以实现较高的CA和GE的总转化率。CA和GE的这种总转化率可接近100％的总转化率。

本申请提供的任何方法包括其中RCU是模拟移动床装置的情形。

本申请提供的任何方法包括其中反应是酯化反应的情形。

本申请的实施方式包括用催化剂在RCU中使相对于GE化学计量不足的CA反应至消失，或用催化剂在RCU中使相对于CA化学计量不足的GE反应至消失。在其它配置中，RCU尤其可以是模拟移动床装置。本申请的实施方式可以用于生成水作为反应产物的平衡限制化学反应，例如羟醛缩合，酯化反应，酐形成，和酰胺化反应。

附图说明

图1说明在酯化反应期间的二醇醚转化率(实施例1)。

具体实施方式