[发明专利]用于制备四甘醇的催化剂

说明书

本发明涉及用于制备烯属烃甘醇的催化剂，尤其是关于用于制备四甘醇的催化剂。

四甘醇是一种很有价值的化工产品，它可用作自煤、油等烃类中提取芳香烃类的抽提溶剂，也可用作合成四甘醇烷基醚类和聚酯树脂的原料。

四甘醇的制备方法，一般是用环氧乙烷与二甘醇在碱性催化剂存在下互相作用而成的。日本特开昭J50-82005文献中，报道了以二甘醇为原料，以氢氧化钠或氢氧化钾为催化剂，与控制量的环氧乙烷反应制备三甘醇，联产四甘醇的制备方法，但是该专利存在四甘醇的收率较低、三甘醇、四甘醇反应产量低等问题。为了克服上述专利中存在的缺点，提高四甘醇的反应收率，联产三甘醇且能提高四甘醇生产能力，我们发明了一种新的四甘醇制备方法。

本发明的目的是通过以下的技术方案来实现的：在反应过程中用碱土金属氧化物与选自碱金属的氢氧化物、碳酸盐或其混和物经混合而成的混合物作催化剂；在反应温度为90～220℃，反应压力2～21公斤/平方厘米，环氧乙烷∶二甘醇的重量百分比为1∶1～4条件下反应制得四甘醇，同时可联产三甘醇。

在反应过程中，使用的催化剂组份，其碱土金属氧化物为选自氧化钙、氧化锶、氧化钡中的至少一种或其混合物，碱金属氢氧化物为氢氧化锂、氢氧化钠、氢氧化钾，碳酸盐为碳酸钙、碳酸钡，反应中较好的反应温度为110～170℃，反应压力为2～8kg/cm²，环氧乙烷∶二甘醇为1∶2～3(重量)。待反应完毕后，经测定四甘醇的收率可达40％，三甘醇和四甘醇的总收率可达82％，其中：

四甘醇收率：Y_四甘醇＝(2C/194.23)/(E/44.05)×100％：

三甘醇、四甘醇的总收率：

Y_总＝[(2C/194.23)+(B/150.17)]/(E/44.05)×100％

式中E为环氧乙烷投料重量％；

B为生成物中三甘醇重量％；

C为生成物中四甘醇重量％。

本发明通过用碱土金属氧化物和碱金属氢氧化物的混合物作催化剂，再选择合适的工艺条件，使四甘醇的收率、产量有了较大的提高，同时可联产三甘醇，取得了较好的效果。

实施例1

在容积为2立升，带搅拌器和内置冷却盘管的压力釜中，投入二甘醇180克，氧化钡与氢氧化钠的复合催化剂3.6克。压力釜密封后，以氮气置换驱赶釜内空气。加热升温，在温度90℃下滴加液态环氧乙烷180克，维持压力为2kg/cm²，历时90分钟，直至反应所需的环氧乙烷全部反应完。反应结束后，分析反应液中各组份含量(重量百分含量)，三甘醇生成量为34.68％，四甘醇为33.24％。通过计算，四甘醇收率为30.15％，三甘醇、四甘醇的总收率为50.50％。

比较例(1)中采用的催化剂为氢氧化钠，四甘醇收率明显低于实施例(1)，根据实施例1中的各步骤，以不同的环氧乙烷与二甘醇的配比；在不同的催化剂及用量、反应温度、反应压力情况下，反应的结果列于表1。表1还列出了相对于实施例2～4的比较例2～4及实施例2～5。

表一：

                               实施例                        比较例    (1)    (2)    (3)    (4)    (5)    (1)    (2)    (3)    (4)环氧乙烷(g)    180    180    180    180    180    180    180    180    180二甘醇(g)    180    368    450    538    715    180    368    450    538二甘醇/环氧乙烷    mol/mol    0.62    0.85    1.04    1.24    1.65    0.62    0.85    1.04    1.24    催化剂   NaOH+   BaO   NaOH+   CaO   KOH+   SrO+   CaCO₃   KOH+   CaO+   CaCO₃   LiOH+   CaO+   SrO    NaOH    NaOH    KOH    KOH催化剂用量(g)     3.6     5    5.5      8     13    3.6      5    5.5      8反应温度℃     90    130    170    150    220     90    130    170    150反应压力kg/cm      2      4      6      8     21      2      4      6      8三甘醇生成量％(wt)    34.68    48.02    40.62    35.48    28.31    35.20    48.86    41.97    36.62四甘醇生成量％(wt)    33.24    29.05    25.70    22.77    17.25    29.43    26.13    22.87    20.45四甘醇收率％    30.15    40.12    40.80    41.20    38.90    26.70    36.08    36.30    37.00三甘醇+四甘醇   总收率％    50.50    83.00    82.50    82.71    80.20    47.35    79.72    79.40    79.85