[发明专利]非酚类乙氧基化物的高产率生产方法

说明书

技术领域

本发明一般涉及聚醚生产方法，更具体涉及生产用于表面活性剂或用作表面活性剂的非酚类乙氧基化物的高产率生产方法。

发明背景

各种脂肪醇和烷基苯酚的乙氧基化物广泛用于肥皂和洗涤剂工业。这些乙氧基化物中的大部分是通过氢氧化钠或氢氧化钾催化的方法生产的。尽管这些方法已经非常成熟，并且已经经过最优化降低了生产成本，但是使用这类碱催化的方法仍然存在一些固有的限制，包括需要较长的循环时间，在乙氧基化反应过程中需要较高的环氧乙烷(“EO”)浓度。这些方法是半间歇方法，其中原料醇和碱被加入到反应容器中，将体系加热到高于100℃，同时除去水，以使反应平衡由氢氧化钾碱向钾醇盐碱的方向移动。反应器用氮气钝化，这样在加入环氧乙烷后气相保持在安全的范围内。在环氧乙烷加料完成时，反应器在较高的环氧乙烷压力(20-60磅/平方英寸(psia))下运行。

目前的方法是真实的半间歇方法，其中加入起始醇和催化剂，并且通过能够除去反应热和保持环氧乙烷处于安全操作范围内的受控过程将环氧乙烷以增量方式加入。在环氧乙烷加料完成后，该工艺过程继续，直到环氧乙烷消耗完毕，然后用有机酸中和催化剂，产生可溶的钾盐或钠盐残留在产物中。总循环时间是几个步骤所花时间的总和，这几个步骤可概括为：加入起始物，除水，加入环氧乙烷，消耗环氧乙烷，汽提除去任何残留的环氧化物，以及酸中和。

对于目前的KOH方法，没有加入环氧化物的时间占据了总反应器时间的较大部分。例如，将起始物加入到反应器中，并且对于6.5EO C₁₃醇产物，该量是加入到反应器的全部物料的约40％。然后加入氢氧化钾(通常是作为水溶液形式)，再通过汽提除去水，使反应平衡移动，使得钾以起始物的钾醇盐形式存在。这些方法步骤的缺点是占据了反应时间的很大一部分，消耗了能量，产生了废弃物流。在环氧化物加料完成后，需要使残留的环氧乙烷的含量减小到非常低的程度，这样活性较低的KOH需要较长的时间，并且产物可能必须进行汽提以除去残留的环氧乙烷。

尽管Pazos在美国专利第5777177号中，Pazos和Shih在美国专利5689012的连续方法中揭示了起始物和环氧化物的共同加料，但是这些参考文献没有描述使用这类方法生产表面活性剂，并且没有揭示在没有加入起始物的步骤中加入环氧化物有什么价值。环氧化物和起始物同时加入的其它方法包括例如美国专利第7,012,164号、美国公开专利申请第2003/073873号、日本特许公开(Kokai)JP 06-16806和WO 03/025045描述的方法。

已经揭示了许多通过半间歇方法生产乙氧基化物的专利技术。例如，Clement等在美国专利第6642423号中描述了通过先加入第一部分的环氧乙烷，然后再加入其它部分的环氧丙烷或混合环氧化物，采用双金属氰化物(“DMC”)催化剂进行乙氧基化反应。

授予Combs等的美国专利第6821308号揭示了亲水性降低的亲油性聚氧化烯单醚。Combs等描述了用DMC催化剂进行醇的烷氧基化反应，并举出了环氧丙烷的例子，而没有举环氧乙烷的例子。Eleveld等在美国公开专利申请第2005/0014979号中描述了使用DMC催化剂制备乙氧基化的醇的方法。

美国公开专利申请第2005/0215452号(在Ruland等名下)描述了C₁₀-烷醇烷氧基化混合物及其制备方法。Ruland等的实施例1揭示了采用DMC催化剂用5摩尔环氧乙烷乙氧基化2-丙基庚醇。

美国公开专利申请第2005/0272626号(在Wulff等名下)描述了在双金属氰化物存在下制备通式为RO(A)_n(B)_mH的烷氧基化物的方法。这类烷氧基化物据说能可用作乳化剂、泡沫调节剂、硬表面的润湿剂，并且可用于洗涤剂和表面活性剂配方。Wulff等的烷氧基化物据说可以提供较佳的清洁效果，并且具有较弱的气味。

Grosch等在WO 00/14045中描述了使用负载型DMC催化剂以及丙氧基化作用制备脂肪醇的乙氧基化物。在Walker等名下的WO 01/04178给出了乙氧基化反应的几个例子。Sherman等在WO 05/113640中揭示了具有低肺毒性的含有环氧烷共聚物的金属切割流体。在Ostrowski等名下的WO 06/002807描述了在多级连续反应器中，在不同于第一反应器的第二反应器中使用环氧化物或环氧化物的混合物生产乙氧基化物的方法。