[发明专利]一种制备环状碳酸酯的方法

说明书

本发明提供一种制备环状碳酸酯的方法，包括：在内循环静态混合装置中，使二氧化碳和环氧烷烃混合得到混合物；将所述混合物送入反应器中，以卤素金属盐为催化剂，使所述混合物进行反应，制备得到环状碳酸酯。本发明的方法设备投资小，利用率高，产品质量稳定，能耗低，催化剂利用率高，同时还可以实现连续化生产。

技术领域

本发明涉及环状碳酸酯生产工艺技术领域，特别涉及一种通过内部接触循环式气液接触工艺制备环状碳酸酯的方法。

背景技术

二氧化碳(CO₂)是一种碳氧化合物，也是一种常见的温室气体，还是空气的组分之一。二氧化碳作为地球上重要的碳源，在自然界中产生二氧化碳主要途径是化石燃料的燃烧，在自然界中植物的光合作用下消耗二氧化碳，这是维持生态平衡的重要反应之一。这些二氧化碳若不经过处理回收，将直接排放到空气中去，导致空气中二氧化碳浓度升高，形成温室效应。因此CO₂的减排和应用已经成为全世界所关注的问题。

在催化剂的作用下，二氧化碳可以与环氧乙烷发生开环反应生成五圆环碳酸酯。这些环状碳酸酯性质优良，在有机合成、化妆品行业、电池电解液及医药等领域有着广泛应用。

目前国内有许多关于通过二氧化碳和环氧烷烃开环反应制备环状碳酸酯专利报告。例如CN107417659A公开了二氧化碳与环氧化合物或苯酚常压合成碳酸酯，该过程持续向反应体系中通入二氧化碳，保持体系恒定常压，反应在非耐压反应器中进行。该体系采用lewis酸和季铵盐组成共催化体系，在常压100℃下反应3小时得到环状碳酸酯和其它副产物。

CN100516115C公开了一种脂肪族聚碳酸酯多元醇的连续化生产工艺，其以二氧化碳/环氧化物为主原料利用环流反应装置进行连续化操作，在反应器内投入催化剂、环氧化物、二氧化碳、分子量调节剂等，在5-8MPa,40-160℃条件下进行反应。

但上述制备环状碳酸酯的工艺中，采用了传统的反应釜或管式反应器工艺。在这些工艺中，环氧化物与二氧化碳反应过程中，二氧化碳都是大量的投入，体系混合效果差，反应效果差，产品质量稳定性差。产生大量的副产物，釜式反应器利用率较低，环状碳酸酯生产率低。生产成本高，产品市场竞争力低，影响到规模化工业生产及应用。

发明内容

本发明的主要目的在于解决上述工艺中的不足与问题，提供一种环状碳酸酯的连续化生产工艺。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种制备环状碳酸酯的方法，包括：

在内循环静态混合装置中，使二氧化碳和环氧烷烃混合得到混合物；以及

将所述混合物送入反应器中，以卤素金属盐为催化剂，使所述混合物进行反应，制备得到环状碳酸酯。

在一些实施例中，所述卤素金属盐为KI、KBr、NaI中的一种或多种混合物。

在一些实施例中，所述环氧烷烃与所述二氧化碳的摩尔比为1:0.9～1:1.1。

在一些实施例中，所述环氧烷烃与所述卤素金属盐的质量比50:1～10000:1。

在一些实施例中，所述环氧烷烃为环氧乙烷或环氧丙烷。

在一些实施例中，所述混合物的反应压力为0.3～3.5MPa。

在一些实施例中，所述混合物的反应温度为60～160℃。

在一些实施例中，所述混合物的反应时间为60～300分钟。

在一些实施例中，所述环状碳酸酯的结构式为：

本发明的方法设备投资小，利用率高，产品质量稳定，能耗低，催化剂利用率高，同时还可以实现连续化生产。