專利名稱：環(huán)狀碳酸酯復(fù)合溶劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種環(huán)狀碳酸酯復(fù)合溶劑，特別是涉及利用環(huán)氧乙烷和環(huán)氧丙烷同時與過量二氧化碳反應(yīng)，直接制取含有碳酸乙烯酯和碳酸丙烯酯兩種組份的復(fù)合溶劑。
本發(fā)明同時涉及用一步法合成上述復(fù)合溶劑的工藝方法。
碳酸乙烯酯和碳酸丙烯酯是兩種具有廣泛工業(yè)用途的工業(yè)有機合成原料，據(jù)文獻資料介紹，合成碳酸乙烯酯或者碳酸丙烯酯的方法有許多，其中用環(huán)氧乙烷或者環(huán)氧丙烷直接與二氧化碳反應(yīng)，合成碳酸乙烯酯或者碳酸丙烯酯相對較為經(jīng)濟。該方法在諸如美國專利US4325874，日本特許昭57-36682以及中國CN85100162專利說明書中曾有過詳細介紹。由上述文獻資料不難看出，其所提供的合成方法，只限于生產(chǎn)碳酸乙烯酯或者碳酸丙烯酯單一組份有機合成原料。
實際上，有時采用碳酸乙烯酯和碳酸丙烯酯復(fù)合有機合成原料，較之使用其中一種組份單一有機合成原料效果更好。例如在合成氨、天然氣工業(yè)領(lǐng)域里、氣體凈化過程中二氧化碳的脫除是一個非常重要的工序。以往較多采用碳酸丙烯脂做為脫碳劑，盡管其投資省、操作費用低、能耗小，然而碳酸丙烯脂的自身價格較為昂貴，在化肥行業(yè)中使用，溶劑損耗大，使得中小化肥廠生產(chǎn)成本提高，經(jīng)濟效益下降，有的甚至出現(xiàn)嚴重虧損的被動局面。從八十年代初至今的十幾年里，脫碳使用的碳酸丙烯酯溶劑一直是單一組分，只是在1993年6月出版的名稱為《碳酸丙烯脂脫碳脫硫新技術(shù)》刊物第26頁上報導(dǎo)的復(fù)合溶劑是在單一的碳酸丙烯酯溶劑中，再配入某一添加劑。該添加劑以使用狀態(tài)加入，添加劑為有機胺或多元醇。生產(chǎn)上述復(fù)合溶劑需要采用兩套生產(chǎn)裝置，為兩步法生產(chǎn)。投資大、工藝復(fù)雜。
本發(fā)明的目的在于提供一種含有碳酸乙烯酯和碳酸丙烯酯兩種組份的環(huán)狀碳酸酯復(fù)合溶劑，從而替代碳酸丙烯酯及其上述現(xiàn)有復(fù)合溶劑，降低合成氨和化肥廠生產(chǎn)成本。
本發(fā)明的又一目的是提供一種生產(chǎn)上述復(fù)合溶劑的一步法合成工藝，該工藝采用一套生產(chǎn)裝置即可生產(chǎn)出含有碳酸乙烯酯和碳酸丙烯酯組合式復(fù)合溶劑。
為了實現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，提供一種環(huán)狀碳酸酯復(fù)合溶劑，本發(fā)明采用環(huán)氧乙烷和環(huán)氧丙烷兩種有機原料，在一定反應(yīng)溫度壓力條件下，借助催化劑作用與過量二氧化碳在同一合成塔內(nèi)反應(yīng)，生成含有碳酸乙烯酯和碳酸丙烯脂兩種組份的復(fù)合溶劑。該溶劑中碳酸乙烯酯和碳酸丙烯酯的各自組份含量比例可以通過控制環(huán)氧乙烷和環(huán)氧丙烷的反應(yīng)供給量，達到人為隨意調(diào)整。
從理論上講，上述復(fù)合溶劑兩種組份含量每一種成份重量百分比只要大于零，小于百分之百，均屬于本發(fā)明所述的復(fù)合溶劑。但由于碳酸乙烯酯常溫下呈白色固體狀，因而在常溫常壓下當上述復(fù)合溶劑中，碳酸乙烯酯含量超過總量一定比例時，復(fù)合溶劑既成為固態(tài)“溶劑”。為使本發(fā)明提供的復(fù)合溶劑始終保持液態(tài)，碳酸乙烯酯的含量應(yīng)控制在總量70%以下，一般為10%～70%范圍為宜。
本發(fā)明所提供的生產(chǎn)上述復(fù)合溶劑的一步合成工藝是將環(huán)氧乙烷和環(huán)氧丙烷兩種有機原料，事先按生成復(fù)合溶劑各組份含量比例，同時送入一個合成反應(yīng)塔內(nèi)，在一定溫度壓力條件下，借助催化劑作用合成含有碳酸乙烯酯和碳酸丙烯酯兩種組份的復(fù)合溶劑。上述方法中，合成塔內(nèi)反應(yīng)溫度一般為155℃～200℃，反應(yīng)壓力范圍為6～9MPa。
本發(fā)明所說催化劑為有機溴，以便對整個反應(yīng)過程有促進作用。通常情況下，催化劑可選用四乙基溴化銨。
依據(jù)上述生產(chǎn)方法，從合成塔底出來的粗產(chǎn)品可以經(jīng)過間歇真空蒸餾提純。提純條件在真空度為3mmHg時，加熱釜內(nèi)的溫度應(yīng)控制在95～97℃范圍內(nèi)。
本發(fā)明采用一套生產(chǎn)裝置同時可生產(chǎn)出含有碳酸乙烯酯和碳酸丙烯酯兩種組份復(fù)合溶劑，為此，本發(fā)明方法亦又稱之為一步合成法。
本發(fā)明生產(chǎn)出的是碳酸乙烯酯和碳酸丙烯酯的混合物，是一種復(fù)合溶劑，并且這種復(fù)合溶劑可根據(jù)用戶的需要生產(chǎn)出任意比例的復(fù)合溶劑。由于溶劑的成分改變從而提高了脫碳溶劑對二氧化碳的選擇性，并減少了原料氣有效成分的損失。本發(fā)明的工藝方法用一套設(shè)備即可生產(chǎn)出兩種組分的溶劑，因而減化了工藝步驟，節(jié)省能源，降低成本。本發(fā)明的方法生產(chǎn)過程基本為閉合循環(huán)，無三廢排放，在精細有機合成生產(chǎn)工藝方面，為我國化工生產(chǎn)填補了一項空白。上述復(fù)合劑可作為合成氨生產(chǎn)工藝中脫碳溶劑，也可作為其它領(lǐng)域復(fù)合溶劑使用。
下面結(jié)合流程圖對本發(fā)明作進一步描述

圖1為本發(fā)明生產(chǎn)工藝流程圖。
實施例1將18%(重量百分比)的環(huán)氧乙烷，35%(重量百分比)的環(huán)氧丙烷分別用泵加壓至6.0MPa送入加熱器予熱至155℃送入合成塔頂，與自塔下進入的47%(重量百分比)的二氧化碳，壓力為6MPa進行反應(yīng)，為加速反應(yīng)，將有機溴5%(按重量百分比)打入塔內(nèi)。為了使塔內(nèi)溫度穩(wěn)定，采用體外循環(huán)的方法將反應(yīng)熱移去，即從合成塔下部引出溶液，經(jīng)冷卻器冷卻，然后從塔頂與新加入的原料混合入塔。為了使反應(yīng)徹底，提高反應(yīng)轉(zhuǎn)化率，將從合成塔引出的溶液進入第二合成塔和完成器的設(shè)備中繼續(xù)反應(yīng)，然后將基本反應(yīng)完全的物料經(jīng)閃蒸罐減至常壓，溶液進入粗制品貯罐。
將粗制品經(jīng)加熱釜，提餾塔真空蒸餾，加熱釜的溫度控制在3mmHg，溫度為95～97℃，將粗制品進一步提純，從冷凝器出口得到與原料比例相一致的碳酸乙烯酯和碳酸丙烯酯的混合物。加熱釜的殘液，部分作催化劑循環(huán)使用，另一部分在殘液回收塔中液相合全部蒸出回收，剩余極少的粘稠殘渣，經(jīng)塔外冷卻固后，作為燃料混在燃煤中焚燒即可。
實施例2。
將30%(重量百分比)的環(huán)氧乙烷，20%(重百分比)的環(huán)氧丙烷分別用泵加壓至8.0MPa，送入加熱器予熱至200℃后送入合成塔頂，與自塔下進入的50%(重量百分比)的二氧化碳，壓為為8MPa進行反應(yīng)，其工藝方法與實施例1相同。
實施例3。
將25%(重量百分比)的環(huán)氧乙烷，27%(重量百分比)的環(huán)氧丙烷分別用泵加壓至7MPa，送入加熱器予熱至180℃后送入合成塔頂，與自塔下進入的48%(重量百分比)的二氧化碳，壓力為7MPa進行反應(yīng)，其工藝方法與實施例1相同。
權(quán)利要求
1.一種環(huán)狀碳酸酯復(fù)合溶劑，其特征是該復(fù)合溶劑由環(huán)氧乙烷和環(huán)氧丙烷同時與過量一氧化碳反應(yīng)合成，含有碳酸乙烯酯和碳酸丙烯酯兩種組份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種復(fù)合溶劑，其特征是該溶劑中碳酸乙烯酯和碳酸丙烯酯兩種組份含量比例可隨意調(diào)整。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種復(fù)合溶劑，其特征是該溶劑中含有10～70%的碳酸乙烯酸，余量為碳酸丙烯酯。
4.一種制備上述復(fù)合溶劑的工藝方法，其特征是該方法同時將環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙烷兩種原料按復(fù)合溶劑組份含量比例通入一個合成塔內(nèi)，在反應(yīng)溫度為155～200℃，反應(yīng)壓力為6～9MPa條件下，借助催化劑作用與過量二氧化碳反應(yīng)，合成碳酸乙烯酯和碳酸丙烯酯復(fù)合溶劑。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的工藝方法，其特征是該方法中采用的催化劑為四乙基溴化銨。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5或所述的工藝方法，其特征是該方法的復(fù)合溶劑粗制品，需要間歇真空蒸餾提純，在3mmHg真空度下，加熱釜溫度控制在95～97℃范圍內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用環(huán)氧乙烷和環(huán)氧丙烷同時與過量二氧化碳反應(yīng)，制取含有碳酸乙烯酯和碳酸丙烯酯兩種組分復(fù)合溶劑及其制備方法。本發(fā)明的特點是在催化劑作用下，在反應(yīng)溫度為155～200℃、反應(yīng)壓力為6～9MPa條件下，采用一套設(shè)備生產(chǎn)出碳酸乙烯酯和碳酸丙烯酯復(fù)合溶劑。該復(fù)合溶劑中兩種組分可根據(jù)用戶使用要求，通過控制環(huán)氧乙烷和環(huán)氧丙烷反應(yīng)量進行任意調(diào)整，本發(fā)明不僅提供了一種新型復(fù)合溶劑，而且其生產(chǎn)工藝步驟簡單。
文檔編號C07C69/96GK1098100SQ9311593
公開日1995年2月1日 申請日期1993年11月25日 優(yōu)先權(quán)日1993年11月25日
發(fā)明者劉申來 申請人:劉申來, 楊志義