[其他]制備乙二醇和(或)丙二醇的方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 86107894
• 申請日: 1986-11-18
• 公開（公告）號: CN86107894B
• 公開（公告）日: 1988-12-07
• 發(fā)明（設計）人: 增田隆良;淺野藤義;堀直美;安東真司
• 申請（專利權）人: 三井東圧化學株式會社
• 主分類號: C07C29/10
• 分類號: C07C29/10;C07C31/20
• 代理公司: 中國專利代理有限公司
• 代理人: 李雒英

本發(fā)明是關于制備乙二醇和（或）丙二醇的方法。本發(fā)明尤其是關于用含有一種羧酸和一種羧酸的鹽的催化劑或只用一種甲酸的金屬鹽的催化劑來制備乙二醇和（或）丙二醇的方法。

按常規(guī)，雖然制備低級亞烷基二醇的方法，在工業(yè)上是質泛使用將低級烯化氧，例如環(huán)氧化合物，在無催化劑或有酸性催化劑，例如，象硫酸一類的無機酸〔例如，可參閱S.A.Miller著“乙烯及其工業(yè)衍生物”第588-594頁（ErnestBenn有限公司1969年）〕存在的情況下，與水進行水化反應的方法。

但是，此法需要盡可能地抑制工業(yè)需求量很少的副產品，其中包括二甘醇、三甘醇、二亞丙基二醇和三亞丙基二醇的生成。因而，被迫使用大量過量的水，其數量大約是每摩爾低級烯化氧要10至30摩爾，而且只能得到以稀水溶液形式的所需要的低級亞烷基二醇。

因此，該方法具有一種缺點，即在水化反應完成后，為了將反應混合物濃縮、脫水和分餾，需要消耗大量的能量，因而在經濟上是不合算的。

堿性催化劑具有加速水化反應的作用，但是，與上述無催化劑或有酸性催化劑的反應相比，它們一般會增加副產品的數量。由于所需要的低級亞烷基二醇的選擇性很容易降低（例如，可參閱上述“乙烯及其工業(yè)衍生物”一書第594頁第16-24行），所以工業(yè)上沒有應用使用堿性催化劑的水化反應。

另一方面，最近提出了一種克服上述制造過程的缺點的方法，在此方法中，將高濃度的低級烯化氧與等當量的水在有二氧化碳存在和用四烷基銨鹽或季鏻鹽作為催化劑的條件下進行水化。

鑒于催化劑的性能和成本問題，所以上述在有二氧化碳存在條件下進行水化反應的方法，至今仍未今人滿意地獲得發(fā)展。此法也有一種缺點，即它使用大量的二氧化碳（通常用氣態(tài)的二氧化碳），因此它與目前在工業(yè)生產中廣泛應用的上述方法相比，需要相當高的反應壓力并導至高的設備安裝成本。

因此，目前迫切需要發(fā)展一種新的水化反應技術，使高濃度的低級烯化氧能夠進行水化反應而且還能夠更有利地以高選擇性來制備高產量的低級亞烷基二醇。

本發(fā)明的目的是提供一種催化劑，使制備乙二醇和（或）丙二醇的方法具有高選擇性和高產量。

應用一種羧酸和一種羧酸的鹽的組合物或單獨應用一種甲酸的金屬鹽，可達到本發(fā)明的目的。

本發(fā)明制備乙二醇和（或）丙二醇的方法中所應用的原料，是低級烯化氧，它包括，例如，環(huán)氧乙烷和（或）環(huán)氧丙烷。通常是將每種氧化物單獨使用于水化反應來制備乙二醇或丙二醇，但亦可以將二種氧化物聯合使用。

對作為另一種原料的水并無特別限制。任何水都可以使用，其中包括，城市用水、離子交換水、蒸汽冷凝水和從本發(fā)明的方法中使用的制備亞烷基二醇設備里的含水粗低級亞烷基二醇的冷凝脫水過程中冷凝回收的水。

水的數量可減少到化學計量的數量。根據反應的類型，水的數量還可以進一步減少，但是，從實際的觀點，希望至少使用化學計量數量的水。

實際上，每摩爾低級烯化氧使用1-15摩爾的水，較好的是1-7摩爾，最好是1-5摩爾。

可使用多于15摩爾的水，但是，如上所述，使用大量的水不利于能量消耗，上述的水的使用范圍實際上是足夠的了。

從全面的觀點來看，最有利的用水量是每摩爾低級烯化氧最少需要約1至3摩爾的水。所謂全面的觀點，是指工業(yè)容許的副產品的限度，例如，二亞烷基二醇、三亞烷基二醇等副產品、以及在全部制造步驟中，其中包括水化反應后的濃縮、脫水和分餾等步驟中，降低能量消耗。

根據發(fā)明者實驗的結果，當將羧酸單獨用作低級烯化氧水化反應的催化劑時，可以觀察到加速水化速度的作用，但是，幾乎觀察不到對抑制副產品，其中包括二亞烷基二醇、三亞烷基二醇等的形成的作用。此外，當將羧酸的金屬鹽單獨用作催化劑時，可以觀察到加速水化反應的作用，但是，只有具有低碳原子數的羧酸的金屬鹽才具有抑制副產品形成的作用。再者，除甲酸的金屬鹽外，其他的催化劑是不能令人滿意的。

當應用甲酸的金屬鹽或一種由一種羧酸和一種羧酸的金屬鹽組合成的雙催化劑時，具有顯著的抑制副產品形成的作用，雙催化劑的作用并不局限于某一種特定的羧酸。

如上所述，脂族低級單羧酸，例如，乙酸和丙酸的金屬鹽還具有一定程度的催化作用，但是，此種作用比甲酸的金屬鹽的作用差得多，完全不能應用于實際的用途。芳族羧酸，例如，苯甲酸和脂族二元羧酸，例如，草酸、丙二酸和丁二酸的金屬鹽幾乎不具有催化作用。因此，甲酸的金屬鹽的極好的催化作用，被認為是一種特殊的性質。