[发明专利]一种非均相催化剂及应用其制备环碳酸酯的方法

权利要求书

1.一种使用非均相催化剂制备环碳酸酯的方法，其特征在于，

所述非均相催化剂，由主催化剂和助催化剂组成，主催化剂以规整方式填充于反应器中；

所述主催化剂为含有季铵盐基团的交联高分子聚合物，催化剂中的活性位点为季铵盐基团，其通过化学键合到交联高分子聚合物，具有数量可调的特点；

所述助催化剂的分子式为M_xL_y，为卤代金属盐；其中M代表主族或者副族金属，为IA、IIA、IIIA、IVA、IB、IIB、IIIB、IVB、VB、VIB、VIIB、VIII中的主族或者副族金属中的一种；L代表卤族元素，为Cl、Br、I中的一种，x和y代表的数字为下标，由金属元素和卤族元素的化合价确定；

所述方法包括以下步骤：

将主催化剂以规整方式填充于反应器中，

CO₂与环氧烷烃以及助催化剂充分混合后，反应温度维持在100℃～180℃之间，反应压力在1MPa～20MPa之间，经10min～60min，通过反应装置；

然后通过分离装置将未反应CO₂、环氧烷烃，助催化剂和环碳酸酯成品分离出来；

环氧烷烃与CO₂的摩尔比为1：(2～10)之间，助催化剂与环氧烷烃的摩尔比为(0.0001～0.01):1；

未反应的CO₂、环氧烷烃和助催化剂回收继续使用；

所述环氧烷烃的碳原子个数在2～20之间。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述主催化剂的制备过程分为三个步骤，

首先，由苯乙烯、二乙烯苯、不饱和卤代烃共聚合成预聚体，

然后利用叔胺或环叔胺对预聚体进行季铵化，

最后将季铵化的预聚体加工成固定形状，即得到所述主催化剂；

合成预聚体的三种单体，苯乙烯：二乙烯苯：不饱和卤代烃的摩尔比为100：(1～30)：(1～20)，

所述预聚体的重均分子量在100000～1000000之间；所述叔胺或环叔胺与卤代烃的摩尔比为1：(1.2～2)；

所述不饱和卤代烃选自：氯乙烯、烯丙基氯、1-氯-2-甲基-1-丙烯、甲基烯丙基氯、烯丙基溴、1-溴-2-甲基-1-丙烯、甲基烯丙基溴、1-氯-3-甲基-2-丁烯、1-溴-3甲基-2-丁烯、3-氯-1-丁烯、3,3-二甲基烯丙基溴、烯丙基碘、1-氯-1-环戊烯、2-(氯甲基)烯丙基-三甲基硅烷、2-氯丙烯腈、2-溴丙烯腈、甲基烯丙基碘、6-氯-1-己烯、8-溴-1-辛烯、10-溴-1-癸烯、11-氯-1-十一碳烯、11-溴-1-十一碳烯、肉桂基氯、3-溴-1-苯基-1-丙烯、4-氯甲基苯乙烯中的任意一种；

所述叔胺或环叔胺与卤代烃的摩尔比为1：(1.2～2)，

所述叔胺为脂肪族叔胺或者芳香族叔胺中的一种或者几种，其碳原子个数为3～35之间。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述叔胺选自下述物质：三甲胺、三乙胺、N,N二甲基乙胺、N-甲基二丙胺、N,N-二甲基异丙胺、N,N-二异丙基甲胺、N,N-二甲基丁胺、N-甲基二丁胺、N,N-二甲基己胺、N-甲基二己胺、三异辛胺、N,N-二甲基正辛胺、二辛基甲胺、三(2-乙基己基)胺、N,N-二甲基壬基胺、N,N-二甲基癸胺、N-甲基二癸基胺、N,N-二甲基十二烷基胺、N,N-二甲基十三烷胺、十四烷基二甲基叔胺、十六烷基二甲基叔胺、三月桂胺、N-甲基二乙醇胺、三乙醇胺、N,N-二甲基苯胺、N,N-二甲基苄胺。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述环叔胺选自N,N-二甲基环己胺或N,N-二环己基甲胺。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述季铵化的预聚体加工成固定形状，为网状、波纹状、多孔球形、多孔环形、鲍尔环、拉西环或鞍形。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述主催化剂规整的装填于反应器中，沿着反应器径向或者轴向规整排列；

所述主催化剂规整装填的反应器是管式反应器、固定床反应器或者填料塔反应器中的一种。