[实用新型]改进的醇解装置

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求来自2012年1月26日提交的美国临时申请号61/591,016的优先权权益。本申请通过引用临时专利申请号61/591,016在此以其全部内容结合。

技术领域

本实用新型涉及一种用于醇解聚醚多元醇酯至聚醚多元醇的改进的装置。更具体地，作为非限制性实例，本申请涉及聚四亚甲基醚二乙酸酯至聚四亚甲基醚二醇的甲醇醇解方法和装置，例如，通过用C₁至C₄烷醇如甲醇和催化剂反应蒸馏，所述催化剂具有式(R¹)₄NOR²，其中R¹选自由甲基、乙基以及它们的组合组成的组，并且R²选自由氢、甲基和乙基组成的组，所述催化剂如氢氧化四甲铵。

背景技术

聚四亚甲基醚二醇(PTMEG)众所周知可用作在聚氨酯和其他弹性体中的柔性链段。该均聚物是化学工业中的商品，其广泛用于与多官能化的聚氨酯和聚酯形成嵌段共聚物。PTMEG对聚氨酯弹性体和纤维赋予出色的动力学性能。

已知在聚醚多元醇的制备中，一般地并且具体地，在其中使用乙酸和乙酸酐的四氢呋喃(THF)和/或THF与共聚单体的聚合中，中间体产物将含有必须随后在最终使用之前转化为羟基官能度的乙酸酯或其他端基。例如，美国专利号4,163,115公开了THF和/或THF与共聚单体使用含有磺酸基团的氟化树脂催化剂聚合为聚四亚甲基醚二酯，其中通过将酰基离子前体加入至反应介质调节分子量。该专利公开了乙酸酐和乙酸与固体酸催化剂组合使用。通过汽提出未反应的THF和乙酸/乙酸酐用于再循环，分离聚合产物。所分离的产物是聚合四氢呋喃的二乙酸酯(PTMEA)，其必须转化为相应的二羟基产物，即聚四亚甲基醚二醇(PTMEG)，以得到在大多数聚氨酯最终应用中作为原材料的应用。因此，使酯封端的聚四亚甲基醚与碱性催化剂和烷醇如甲醇反应，以提供最终产物聚四亚甲基醚二醇和作为副产物的乙酸甲酯。

美国专利号4,230,892和4,584,414公开了一种用于将PTMEA转化成PTMEG的方法，所述方法包括将聚四亚甲基醚二酯分别与1至4个碳的烷醇以及催化剂混合，所述催化剂为碱土金属的氧化物、氢氧化物或醇盐和碱金属氢氧化物或醇盐；使混合物达到其沸点并保持在该温度，同时将形成的烷醇/烷基酯共沸物的蒸气从反应区连续地移除，直至转化基本上完成；之后移除催化剂。当在四级连续搅拌反应器中进行甲醇醇解时，在50℃使用CaO显示未完全转化。同样，高催化剂水平是需要的，并且该方法不是能量有效率的，因为需要高热输入以在四级反应器中蒸气化甲醇。此外，最终的产物PTMEG含有少量的未反应的PTMEA，它在聚氨酯反应中不是所希望的组分。

美国专利号5,852,218公开了反应蒸馏，其中将聚醚多元醇的二酯如PTMEA，与有效量的至少一种碱金属氧化物或碱土金属氧化物、氢氧化物或醇盐催化剂(例如，甲醇钠)并且与C₁至C₄烷醇(例如，甲醇)一起进料至蒸馏塔的顶部，同时向反应蒸馏塔的底部加入热烷醇蒸气以向上冲扫由聚醚多元醇的二酯的醇解形成的任何烷醇酯。该方法可用于获得在商业规模上的PTMEA至PTMEG的高水平转化，其中来自蒸馏塔的顶部产物可进行乙酸甲酯的共沸分离和烷醇如甲醇的再循环。

以上公开中都没有教导用具有式(R¹)₄NOR²的催化剂使用反应蒸馏的聚醚多元醇酯至聚醚多元醇的醇解，其中R¹选自由甲基、乙基以及它们的组合组成的组，并且R²选自由氢、甲基和乙基组成的组，所述催化剂如氢氧化四甲铵(TMAH)。更具体地，以上公开都没有教导用甲醇和氢氧化四甲铵通过反应蒸馏的聚四亚甲基醚二乙酸酯至聚四亚甲基醚二醇的甲醇醇解，这是本申请的一个重要实施方案。

实用新型内容

本申请提供一种用于将聚醚多元醇的二酯如PTMEA转化为相应的二羟基产物如聚四亚甲基醚二醇(PTMEG)的改进的方法和装置。本申请提供一种用于获得基本上完全转化以及没有未反应的或未转化的PTMEA和烷醇酯副产物的PTMEG的回收的改进方法和装置。

本申请的实施方案包括一种用于将聚醚多元醇的二酯转化为相应的二羟基聚醚多元醇的方法，所述方法包括以下步骤：