[发明专利]碳酸亚乙酯和乙二醇制造用催化剂、其制造方法及利用上述催化剂的乙二醇制造方法和装置

说明书

本发明公开一种催化剂及其制造方法，该催化剂是碳酸亚乙酯和乙二醇制造用催化剂，该催化剂包含羰基(‑C＝O)；以及卤化物、胺基(‑NH₂)、羟基(‑OH)，本发明还公开一种制造乙二醇的方法和装置，上述方法利用上述催化剂将环氧乙烷水溶液和二氧化碳进行反应，通过碳酸酯化反应和水解反应来制造乙二醇。该催化剂与现有催化剂相比价格低且可以以高收率得到碳酸亚乙基和/或乙二醇。

技术领域

本发明涉及碳酸亚乙酯和乙二醇制造用催化剂、其制造方法及利用上述催化剂的乙二醇制造方法和装置。

[支持本发明的国家研究开发事业]

[课题固定编号]1415163437

[部门名称]产业通商资源部

[研究管理专业机构]韩国能源技术评估与规划研究所

[研究项目名称]能源需求管理核心技术开发(特)(RD)

[研究课题名称]碳酸亚乙酯合成用高效率非均相催化剂商用化技术开发

[贡献率]1/1

[主管机关](株)康拓乐思

[研发时间]2019.01.01～2019.12.31

背景技术

乙二醇是用于制造聚酯纤维和聚对苯二甲酸乙二酯(PET)树脂的起始物质，是广泛使用且有用的工业化合物。此外，也适用于汽车防冻液和液压制动液、飞机除冰剂和药物领域等。

乙二醇通常经过2个步骤生产，第一步骤是在催化剂存在下，将环氧乙烷(ethylene oxide)与二氧化碳进行反应而生成碳酸亚乙酯，第二步骤是将碳酸亚乙酯进行水解而制造乙二醇。

通过碳酸亚乙酯的反应被认为环氧乙烷的转换为乙二醇的选择性高。

但是，制造乙二醇的工序要求在高温高压下进行，因此作为原料的环氧乙烷会分解或聚合，不仅具有大量生成副产物的问题，还具有爆炸的危险性。

为了解决这样的问题，已经实施了开发多种催化剂而在低温低压下以高效率转换的研究。例如，在专利文献1中，记载了将三丁基甲基碘化等季卤化物或季铵卤化物作为催化剂利用的方法。

但是，现有的催化剂是离子型液体催化剂，价格非常昂贵，因此依然要求相对低价且性能得到改善的高效率催化剂。

现有技术文献

专利文献

(专利文献1)国际专利申请公开WO2011-065528号公报

发明内容

在本发明的示例性具体例中，一方面，其目的在于，提供制造乙二醇时，在作为第一步骤的环氧乙烷与二氧化碳之间的反应(碳酸酯化反应)中，与现有催化剂相比，可以以低价且高收率生成碳酸亚乙酯和乙二醇的催化剂、其制造方法及利用上述催化剂的乙二醇制造方法和装置。

在本发明的示例性具体例中，作为碳酸亚乙酯和乙二醇制造用催化剂，提供将羰基(-C＝O)；以及卤化物、胺基(-NH₂)、羟基(-OH)全部包含的催化剂。

在本发明的示例性具体例中，作为上述催化剂制造方法，还提供碳酸亚乙酯制造用催化剂制造方法，其中，包括使包含卤化物、胺基、羟基的化合物与羧酸前体(或酯基前体)反应的步骤。

在本发明的示例性具体例中，还提供乙二醇制造方法和装置，上述方法包括：在催化剂存在下，使环氧乙烷水溶液与二氧化碳进行反应而制造包含碳酸亚乙酯和乙二醇的生成物的第一步骤；以及将上述生成物的碳酸亚乙酯进行水解的第二步骤。