用于制备烷二醇和碳酸二烷酯的方法技术

本发明专利技术涉及一种用于制备烷二醇和碳酸二烷酯的方法，其包括使碳酸亚烷酯和烷醇在催化剂的存在下反应，其中所述催化剂为磷酸铝。

Method for preparation of alkanediol and dialkyl carbonate

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于制备烷二醇和碳酸二烷酯的方法
本专利技术涉及一种用于由碳酸亚烷酯和烷醇制备烷二醇和碳酸二烷酯的方法。
技术介绍
所述方法例如公开于WO2004024658中，其公开了锌负载型催化剂用于碳酸亚烷酯的醇解的用途。举例来说，WO2004024658公开了各种锌负载型催化剂在碳酸亚丙酯与甲醇反应(碳酸亚丙酯的甲醇分解)，由此产生单丙二醇(1,2-丙二醇)和碳酸二甲酯中的用途。所使用催化剂中的一种为Zn.Cr2O3催化剂。与所述锌负载型催化剂相关的潜在问题是，金属从催化剂浸出，引起催化剂活性随时间推移而降低。另外，从环境角度来看，金属铬可能不是所要金属。再者，一般来说，需要提供一种用于由碳酸亚烷酯和烷醇制备烷二醇和碳酸二烷酯的方法，其中使用活性和/或选择率改进了的替代性催化剂。本专利技术的目标是提供所述方法。
技术实现思路
意外的是，以上目标发现可以通过使用磷酸铝作为催化剂来实现。因此，本专利技术涉及一种用于制备烷二醇和碳酸二烷酯的方法，其包括使碳酸亚烷酯和烷醇在催化剂的存在下反应，其中催化剂为磷酸铝。具体实施方式在本专利技术的情形下，在催化剂或组合物包括两种或更多种组分的情况下，按总量不超过100重量％来选择这些组分。虽然本专利技术方法中使用的催化剂或用于制备所述催化剂的方法可以用术语“包括”、“含有”或“包含”一种或多种所描述的不同组分或步骤来描述，但其还可以“基本上由所述一种或多种所描述的不同组分或步骤组成”或“由所述一种或多种所描述的不同组分或步骤组成”。在本说明书内，“大体上无”意味着催化剂或组合物中不存在可检测量的所讨论的组分。在本专利技术的方法中，烷二醇和碳酸二烷酯在催化剂(其为磷酸铝)的存在下由碳酸亚烷酯和烷醇制备。在本说明书中，磷酸铝还可被称作“AlPO”。本专利技术中可以使用无水形式的磷酸铝或磷酸铝的水合物。磷酸铝的水合物的适合实例为AlPO4·2H2O和AlPO4·1.5H2O。优选地，无水形式的磷酸铝用作本专利技术中的催化剂。磷酸铝催化剂为非均相催化剂。此外，优选地，本专利技术中的磷酸铝催化剂为非晶的。优选地，大于90％，更优选地大于95％，最优选地大于99％的催化剂为非晶的。优选地，小于10％，更优选地小于5％，最优选地小于1％的催化剂为结晶的。最优选地，催化剂大体上不包括结晶结构。本专利技术方法中使用的AlPO催化剂的摩尔(或原子)比[Al]/[P]可为0.1:1到20:1，更宜为0.5:1到10:1，更宜为1:1到5:1，最宜为1.5:1到3:1。优选地，所述摩尔比[Al]/[P]至多为20:1，更优选地至多15:1，更优选地至多10:1，更优选地至多7:1，更优选地至多5:1，更优选地至多4:1，更优选地至多3:1，最优选至多2.5:1。优选地，所述摩尔比[Al]/[P]至少为0.1:1，更优选地至少0.3:1，更优选地至少0.5:1，更优选地至少0.8:1，更优选地至少1:1，更优选地至少1.3:1，最优选地至少1.5:1。本专利技术中磷酸铝催化剂的表面积(BET)可在广泛范围内变化，例如20到400m2/g，适合地50到300m2/g，最适合地100到250m2/g。此外，本专利技术方法中所用的AlPO催化剂可以具有任何形状和任何尺寸的催化剂组合物的形式提供。举例来说，可以将催化剂制成形为片剂形式，其可具有任何形状，例如圆柱形。此外，可以将催化剂制成形为挤出物形式。包括AlPO催化剂的成形催化剂组合物可额外包括用于成形时的残余量(例如，至多2重量％)的任何成形助剂(例如，石墨)。在本专利技术中，天然存在的磷酸铝或合成磷酸铝可以用作催化剂。优选地，使用合成磷酸铝。可以应用用于合成磷酸铝的任何已知方法，以便制得本专利技术方法中待使用的催化剂。举例来说，所述磷酸铝可以根据如US5292701、EP0598464、WO1998018720、WO200174485、WO2007002744和WO2009136233中所公开的方法中的任一种合成，所述文献的公开内容以引用的方式并入本文中。本专利技术中使用的催化剂可以是通过用于制备磷酸铝催化剂的方法而获得的催化剂，所述方法包括：(a)以0.1:1到20:1的摩尔比[Al]/[P]混合含铝盐与磷酸；(b)将碱与由步骤(a)产生的混合物混合，使得形成磷酸铝沉淀物；(c)任选地加热含有沉淀物的混合物；以及(d)回收沉淀物。在上述步骤(a)中，含铝盐可以是任何盐，例如硝酸铝。可以使用所述盐的水合物，例如Al(NO3)3·9H2O或Al(NO3)3·6H2O。优选地，使用含有所述盐的水性溶液。此外，优选地，使用含有磷酸的水性溶液。所述含铝盐水性溶液和所述含磷酸水性溶液可在所述步骤(a)中混合。在由所述步骤(a)产生的混合物中摩尔比[Al]/[P]为0.1:1到20:1。如上文关于最终AlPO催化剂所描述的对于此比率的偏好也适用于在所述步骤(a)中获得的此混合物。此外，在由所述步骤(a)产生的混合物中铝(Al3+)的摩尔浓度(以摩尔/升为单位)可以是0.1到1.8摩尔，并且优选地是0.2到1.3摩尔，更优选地是0.2到0.9，更优选地是0.3到0.7，最优选地是0.3到0.6。再者，在由所述步骤(a)产生的混合物中磷酸根(PO43-)的摩尔浓度(以摩尔/升为单位)可以是0.05到1.2摩尔，并且优选地是0.1到0.8摩尔，更优选地是0.1到0.6，更优选地是0.15到0.45，最优选地是0.15到0.35。在上述步骤(b)中，将碱与由步骤(a)产生的混合物混合引发磷酸铝的沉淀。可以将碱添加到由步骤(a)产生的混合物中，或可以将由步骤(a)产生的混合物添加到碱中，或两者均可。优选地，将碱添加到由步骤(a)产生的混合物中。优选地，使用含有碱的水性溶液。所述碱可以是任何碱，例如氨。优选地，在步骤(b)中使用的碱的量足以获得在4到7，适合地4.5到6.5，更适合地5到6范围内的pH值。在上述任选步骤(c)中，适合地在20到100℃，更适合地20到95℃，最适合地70到95℃的温度下，将含有磷酸铝沉淀物的混合物加热。所述加热可以进行1到10小时，适合地1到5小时，更适合地2到4小时的时段。步骤(c)中的此处理可被称为“老化”。在上述步骤(d)中，回收磷酸铝沉淀物。这可例如通过过滤含有沉淀物的混合物来进行。磷酸铝(沉淀物)可接着用水洗涤并随后例如在50到250℃，宜在70到150℃的温度下干燥。在任何随后的煅烧步骤和/或成形步骤之前，在步骤(d)中回收的磷酸铝沉淀物可具有(基于体积的)中值孔径，其在1到100纳米(nm)，更适合地5到80nm，更适合地10到60nm，更适合地15到45nm范围内。所述孔径可以通过压汞(Hg)法测定。此外，所回收的磷酸铝可以在200到1000℃，适合地400到800℃，更适合地500到700℃的温度下进行热处理。所述热处理可以在惰性气体气氛中或在空气中，优选地在空气中进行。所述加热可以进行1到10小时，适合地1到5小时本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于制备烷二醇和碳酸二烷酯的方法，其包括使碳酸亚烷酯和烷醇在催化剂的存在下反应，其中所述催化剂为磷酸铝。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170718 EP 17181886.71.一种用于制备烷二醇和碳酸二烷酯的方法，其包括使碳酸亚烷酯和烷醇在催化剂的存在下反应，其中所述催化剂为磷酸铝。


2.根据权利要求1所述的方法，其中所述磷酸铝催化剂为非晶的。


3.根据权利要求2所述的方法，其中大于90％，优选地大于95％，更优选地大于99％的所述催化剂为非晶的。


4.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述磷酸铝催化剂的摩尔(或原子)比[Al]/[P]为0.1:1到20:1，宜为0.5:1到10:1，更宜为1:1到5:1，最宜为1.5:1到3:1。


5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述磷酸铝是合成磷酸铝。


6.根据权利要求5所述的方法，其中所述磷酸铝催化剂为通过用于制备磷酸铝催化剂的方...

【专利技术属性】
技术研发人员：H·普赖辛，F·H·范德斯特恩，G·G·瓦波西扬，W·D·洛泽，S·E·S·莱昂哈特，
申请(专利权)人：国际壳牌研究有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL