[发明专利]一种复合吸收剂及其用于环氧乙烷吸收转化耦合联产碳酸乙烯酯的方法

说明书

本发明提供了一种复合吸收剂及其用于环氧乙烷吸收转化耦合联产碳酸乙烯酯的方法。所述复合吸收剂包括离子液体和碳酸乙烯酯，所述离子液体的结构如式I、式Ⅱ或式Ⅲ所示。本发明将上述复合吸收剂用来吸收环氧乙烷和二氧化碳，在吸收的过程中离子液体还作为催化剂，将环氧乙烷和二氧化碳反应生产碳酸乙烯酯，吸收的同时实现预转化，降低了能耗，具有较好的工业应用价值。本发明还将上述复合吸收剂用于环氧乙烷吸收转化耦合联产碳酸乙烯酯，将吸收和转化直接耦合，实现了一步生产碳酸乙烯酯，不仅操作简单，设备造价低，而且减少了汽提过程，降低了能耗，实现了经济高效和节能环保的要求。

技术领域

本发明属于化工技术领域，具体涉及一种复合吸收剂及其用于环氧乙烷吸收转化耦合联产碳酸乙烯酯的方法。

背景技术

被称为21世纪绿色化工原料的碳酸乙烯酯是一种应用十分广泛的化工中间体和优良溶剂。合成碳酸乙烯酯的原料之一环氧乙烷主要利用乙烯在含银催化剂作用下氧化生成环氧乙烷，在制备环氧乙烷的过程中同时会存在甲烷、乙烷等杂质气体。为了得到精制的环氧乙烷，工业上常常利用吸收法将环氧乙烷从混合气中吸收下来，然后经过汽提、浓缩等过程精制得到高纯度的环氧乙烷；精制的环氧乙烷与二氧化碳在反应釜中催化合成碳酸乙烯酯。

生产碳酸乙烯酯的工艺中，工业上常利用水作为吸收剂，利用水作为吸收剂，其选择性低而且气化潜热大也会造成大量的能量消耗，因此国内外一些专利对此做出一定的改进。US4221727A1公开了一种以有机溶剂碳酸乙烯酯作为吸收剂的方法，US5559255A公开了一种以有机溶剂碳酸丙烯酯为吸收剂的方法，CN109422708A公开了一种以三乙二醇二甲醚和离子液体为吸收剂的方法等。这些吸收剂提高了对环氧乙烷的吸收能力和选择性，但是在整个工艺流程中，汽提环氧乙烷的过程仍然消耗大量能量，而且工艺流程复杂、设备造价高、一次性投资大。

因此，为了更好地实现乙烯氧化后的混合气中环氧乙烷的吸收和碳酸乙烯酯的生产，仍需要新型吸收剂和工艺，使之既能够高效吸收环氧乙烷，又能够解决汽提过程中能耗大的问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种复合吸收剂及其用于环氧乙烷吸收转化耦合联产碳酸乙烯酯的方法。本发明利用离子液体和碳酸乙烯酯的复合吸收剂进行环氧乙烷和二氧化碳的吸收，在吸收的过程中离子液体还可以作为催化剂，将吸收得到的环氧乙烷和二氧化碳反应生产碳酸乙烯酯，这样既提高了环氧乙烷的吸收效果，也减少了环氧乙烷解吸精制的过程，吸收的同时实现预转化，降低了能耗，具有较好的工业应用价值。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供一种复合吸收剂，所述复合吸收剂包括离子液体和碳酸乙烯酯，所述离子液体的结构如式I、式Ⅱ或式Ⅲ所示：

其中，式I中的R₁和R₂各自独立地选自取代或未取代的C1-C6烷基、取代或未取代的C2-C6烯基、取代或未取代的C2-C6炔基、取代或未取代的C6-C30芳基、取代或未取代的C3-C30杂芳基或取代或未取代的C1-C6烷氧基中的任意一种；

式Ⅱ中的R₃、R₄、R₅和R₆各自独立地选自取代或未取代的C1-C6烷基、取代或未取代的C2-C6烯基、取代或未取代的C2-C6炔基、取代或未取代的C6-C30芳基、取代或未取代的C3-C30杂芳基或取代或未取代的C1-C6烷氧基中的任意一种；

式Ⅲ中的R₇、R₈、R₉和R₁₀各自独立地选自取代或未取代的C1-C6烷基、取代或未取代的C2-C6烯基、取代或未取代的C2-C6炔基、取代或未取代的C6-C30芳基、取代或未取代的C3-C30杂芳基或取代或未取代的C1-C6烷氧基中的任意一种；