【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种用于碳酸乙烯酯催化水解制备乙二醇的方法。
技术介绍
1、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、润滑剂、增塑剂、涂料、不饱和聚酯树脂、非离子表面活性剂、乙醇胺以及炸药等。目前国内乙二醇生产工艺主要有煤制乙二醇、石油乙烯制乙二醇和近年来新兴的生物质制乙二醇等。但煤制乙二醇工艺在加氢反应过程中会产生大量小分子副产物导致乙二醇产品质量不佳；而新兴的生物质制乙二醇工艺虽然有良好的发展前景，但工艺目前尚未成熟，距离大规模工业化仍需更加深入的研究。相比于其他乙二醇生产工艺，石油乙烯制乙二醇工艺在工业上应用更广泛。
2、乙烯路线生产技术主要为乙烯氧化得到环氧乙烷，然后再水合制得乙二醇，水合过程又分为环氧乙烷直接水合法和环氧乙烷催化水合法。直接水合法即在高温高压条件下环氧乙烷直接和水反应生成乙二醇，虽然不使用任何催化剂，但此方法反应温度很高(150～200℃)，要加较高的压力(1～2mpa)，需要很大的水比(大于20)才能保证有较高的乙二醇产率，而生成的乙二醇又会和环氧乙烷发生副反应产生多乙二醇，导致乙二醇的选择性偏低，且蒸发大量多余的水和乙二醇的提纯过程又会有很高能耗，不符合当下绿色发展理念。
3、环氧乙烷催化水合法又包括直接催化水合法和碳酸乙烯酯路线。对于直接催化水合法，根据中石化股份有限公司和上海石油化工研究院报导的专利cn02112037.4、cn03141453.2、cn02112038.2、cn200310108695.7，表明相比于环氧乙烷直接水合法，催化水合法水比显
4、目前已用于碳酸乙烯酯水解的催化剂主要有：碱(土)金属碳酸(氢)盐(us4524224,1985)、mo和w的化合物物(jp822106631,1982；w02009071651,2009)、季铵盐和离子交换树脂脂(ep0133763,1989；us6080897,2000；us20090156867,2009)、各种咪唑基树脂(cn201410314342.0；cn201410498200.4；cn201410202046.1)、离子盐或离子液体(greenchem.,2014,16,3297–3304；chin.j.chem.eng.,2010,18(6),962-966；green chem.,2018,20,1594–1601)、杂多酸晶体或负载材料(cn201810291181.6；cn200910311603.2；cn201610877515.9；appl.catal.a,471(2014)50–55)等。但这些催化体系或多或少存在一些问题，比如均相催化剂分离困难；离子盐或离子液体活性较低；树脂类催化剂稳定性不高会有溶胀问题；杂多酸类催化剂有合成步骤繁琐、成本昂贵等问题，对于碳酸乙烯酯水解路线来说这些问题亟待解决。
5、为了探寻一种廉价、性质稳定且催化效果优异的多相固体催化剂，可以对水滑石类材料进行研究。水滑石化合物(hydrotalcite compounds，ht)和类水滑石化合物(hydrotalcite-like compounds，htlcs)均属于层状双氢氧化物(layered doublehydroxide，ldh)，其基本化学组成为[mii1-xmiiix(oh)2]x+an-x/n·yh2o，其中mii为二价金属离子(mg,zn,mn,fe,co,ni,cu,ca,cd等)，miii为三价金属离子(al,fe,co,mn,cr,ga,in等)，an-为层间n价阴离子，x为miii/(mii+miii)的物质的量之比，y为层间结晶水数量。ldh的层板由m(oh)6八面体组成，具有一定的碱性，金属离子则可以充当lewis酸性位点。ldh的煅烧产物称为层状复合氧化物(layered double oxides,ldo)或混合金属氧化物(mixed metaloxides，mmo)，往往表现更大的比表面积和更强的碱性，可以作为一种良好的非均相固体碱催化剂。研究者们已经使用水滑石类化合物作碱催化剂催化多类反应，如michael加成反应(j.mol.catal.a,2007,278:135-144)；羟醛缩合反应(green chem.,2001,3:257-260)；酯交换反应(appl.catal.a,2005,287:183-190)；knoevenagel缩合反应(j.mol.catal.a,1999,146:279-284)；claisen-schmidt反应(j.catal.,2011,279:196-204)等。目前还没有将水滑石类催化剂用于碳酸乙烯酯催化水解体系的报导，本专利旨在前人对于该体系研究的基础上寻找一类合适的水滑石类催化剂应用于该体系且有优异的催化效果。
技术实现思路
1、本专利技术将ldh或ldo作为非均相固体碱应用于催化碳酸乙烯酯的水解反应，所要解决的技术问题是降低反应温度，缩短反应时间，降低催化剂合成成本，提升催化剂稳定性的问题，提供一种新的用于碳酸乙烯酯水解制备乙二醇的方法。该方法具有反应条件温和、催化剂廉价易制备且稳定性好的特点，可经过简单处理就能多次循环使用且催化效果保持优异。
2、为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案如下：一种用于碳酸乙烯酯水解制备乙二醇的方法，以碳酸乙烯酯和水为原料，在反应温度为70～100℃，水和碳酸乙烯酯的摩尔比为1～5，催化剂对底物碳酸乙烯酯的质量分数为1％wt～10％wt的条件下，反应时间为1～5小时，生成乙二醇。所述催化剂为水滑石类材料，其制备方法包括以下步骤：
3、1)将mii和miii的可溶性盐按一定比例溶于去离子水配成溶液a；将一定比例混合碱溶于水配成溶液b；所述mii、miii可溶性盐选自硝酸盐、硫酸盐或卤化物的至少一种；所述混合碱为氢氧化钠和碳酸钠按一定比例混合溶于水；
4、其中，以摩尔比计，mii与miii摩尔比为2～4，混合碱的n(oh-)＝2n(mii+miii)，n(co32-)＝n(miii)，mii和miii选用硫酸盐、硝酸盐、卤化物中的其中一种；
本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种碳酸乙烯酯水解合成乙二醇的方法，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：
4.根据权利要求1-3任一所述的方法，其特征在于：
5.根据权利要求2或4所述的方法，其特征在于，将上一轮反应后的催化剂回收之后用无水乙醇清洗至清洗后乙醇在气相色谱上不出杂峰，在红外灯下烤干，再置于马弗炉中焙烧活化，方可达到活化目的，投入下一轮反应。
6.根据权利要求2或5所述的方法，其特征在于，活化再生过程为回收回来的催化剂用无水乙醇洗干净后在马弗炉空气氛围下200～500℃(优选300～500℃)下焙烧活化2～5h(优选3～5h)。
7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，优选地，反应温度为90～100℃，水和碳酸乙烯酯的摩尔比为2～3，催化剂与碳酸乙烯酯的重量比为6～8％wt，反应时间为3～4小时。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，
【技术特征摘要】
1.一种碳酸乙烯酯水解合成乙二醇的方法，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：
4.根据权利要求1-3任一所述的方法，其特征在于：
5.根据权利要求2或4所述的方法，其特征在于，将上一轮反应后的催化剂回收之后用无水乙醇清洗至清洗后乙醇在气相色谱上不出杂峰，在红外灯下烤干，再置于马弗炉中焙烧活化，方可达到活化目的，投入下一轮反应。<...
【专利技术属性】
技术研发人员：戴文，高爽，赵锐坤，吕迎，
申请(专利权)人：中国科学院大连化学物理研究所，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。