[发明专利]用于制备乙二醇的方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于制备乙二醇的方法。

背景技术

乙二醇，又名单-乙二醇(MEG)，广泛地在例如汽车工业中用作防冻剂，以及在制备聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)树脂和纤维中用作原料。

乙二醇通常由环氧乙烷(EO)制备，环氧乙烷本身可在银催化剂存在下由乙烯直接氧化制备。EO向MEG的直接转化可在压力或催化条件下用水水解进行。这些方法使用大于化学计量的水量，然后必须从产物MEG中去除水。

乙二醇经由中间体碳酸亚乙酯的选择性合成已经在US 6,080,897和US 6,187,972中描述。碳酸亚乙酯可由环氧乙烷和二氧化碳的反应获得，并可以选择性水解以形成高产率MEG。

US 5,072,059描述了用于将环氧乙烷转化成MEG的两步反应方法，首先使环氧乙烷与丙酮反应，然后用水水解所生成的2，2-二甲基-1，3-二氧戊环得到MEG。特别地，发现水解步骤以高选择性进行，且水解步骤仅需要略大于化学计量的水量。然而，总体方法受由UV和副产物(例如1，4-二噁烷、双丙酮醇和异亚丙基丙酮)引起的气味问题的影响。

JP2005126357A2描述了通过1，2-环氧烷烃(特别是包含6到24个碳原子的那些)与醛或酮反应随后水解从而制备1，2-链烷二醇的方法。所公开的方法使用远高于化学计量的水量以实现水解。

开发避免使用大量水(然后水必须从产物中去除)的制备MEG的方法是有利的。避免产生有毒副产物的方法也是有利的。

另外，能够结合由EO制备MEG的方法和制备原料EO的方法将是有利的。在制备EO的常规方法中，乙烯和氧在银催化剂存在下反应后，在单独的吸收器中使用作为吸收剂的水从产物混合物中吸收生成的EO(水对环氧乙烷的溶解度相对较低)，然后在升温下从水中脱除EO。

发明简述

本发明提供用于制备乙二醇的方法，所述方法包括以下步骤：

(a)在固体酸性催化剂存在下使环氧乙烷和酮反应形成缩酮；和

(b)用水水解所述缩酮以形成乙二醇，

其中所述酮包含4到20个碳原子。

附图说明

图1显示适于本发明方法的图示的反应器设置；

图2显示适于本发明方法的一种实施方式的图示的反应器设置；

图3显示适于本发明方法的另一种实施方式的图示的反应器设置；

图4是实施例的缩酮制备相对时间的图；

图5是显示实施例的副产物构成的表；

图6是其他实施例的缩酮制备相对时间的图；

图7是显示其他实施例的副产物构成的表。

发明详述

本发明涉及适于制备乙二醇的方法。本发明方法是两步骤方法，首先使EO与选自那些包含4到20个碳原子的酮的酮反应，然后水解由此形成的缩酮从而以高的选择性获得所需MEG，而不形成恶臭的异亚丙基丙酮。在本发明的优选实施方式中，所述方法可以和用于形成原材料EO的方法结合。

在本发明方法中，EO与选自那些包含4到20个碳原子的酮的酮反应。优选地，所述酮包含5到12个碳原子。所述酮可以是单酮(包含一个酮官能团)、二酮(包含两个酮官能团)或聚酮(包含多个酮官能团)。所述酮可以是环形的或非环形的，且所述酮碳链可以是取代或未取代的、分支或非分支的。适当的非环酮的具体实例包括甲基乙基酮、二乙基酮和苯乙酮。优选地，所述酮是环形的单酮或二酮。适当的环酮的具体实例包括但不限于环戊酮、环己酮和1，4-环己二酮。

所述EO在固体酸性催化剂的存在下与酮反应。用于本发明方法的固体酸性催化剂优选是一种或多种酸活化粘土。特别重要的粘土是蒙脱土系列，例如蒙脱土、贝得石、囊脱石、锂蒙脱石、滑石粉和锌蒙脱石。酸活化粘土是经无机酸(例如盐酸或硫酸)处理的粘土。所述酸活化粘土通过将压碎原料与水混合形成浆料，然后往所述浆料中添加占粘土总干重的约35％的无机酸来制备。然后所述混合物用新鲜蒸汽处理5到6小时，然后将整个混合物倒入新鲜水中，然后洗涤，直到其基本上不含酸。

在本发明EO与酮的反应中，酮与环氧乙烷的摩尔比可适宜地为1∶1到8∶1，优选为1∶1到5∶1，但是不排除更高范围。

酮和EO的反应优选在至少20℃的温度下，更优选至少30℃，更优选至少40℃的温度下进行。酮和EO的反应的温度上限为至多120℃，更优选至多100℃，最优选至多80℃。

EO和酮反应后，然后由此形成的缩酮用水水解以形成所需MEG。