[发明专利]碳酸乙烯酯水解制备乙二醇的方法

说明书

本发明涉及一种碳酸乙烯酯水解制备乙二醇的方法，主要解决现有技术存在催化剂分离困难、活性低、稳定性不高的问题。本发明通过采用包括在反应条件下，碳酸乙烯酯和水与催化剂接触的步骤；所述催化剂以重量份数计包括以下组份：a)1～40份杂多酸；(2)60～99份载体；所述载体是SiO₂与锆酸酯接触后的物质；所述锆酸酯为Zr(OC_aH_b)₄，其中a为1～6的整数，b为3～13的整数的技术方案较好地解决了该问题，可用于碳酸乙烯酯水解制备乙二醇的工业生产中。

技术领域

本发明涉及一种碳酸乙烯酯水解制备乙二醇的方法。

背景技术

酯类的水解是一种重要的化学反应，广泛地应用于石化生产的各个领域，其中环状碳酸酯，如碳酸乙烯酯（EC）、碳酸丙烯酯等的水解更是具有非常重要的基础地位。

EC的水解是由环氧乙烷（EO）催化水合两步法生产乙二醇（EG）的重要步骤。EG是一种重要的有机化工原料，主要用来生产聚酯纤维、防冻剂、不饱和聚酯树脂、非离子表面活性剂、乙醇胺以及炸药等。EG的生产技术主要分为石化路线和非石化路线。在石化路线中有EO直接水合法和EO催化水合法，直接水合法需要较高的水比（大于20）才能保证有较高的EG得率，而提纯EG的过程中耗能较高。EO催化水合法又包括直接催化水合法和EC路线。直接催化水合法水比相对较低（约5左右），但是仍需要蒸发除去大量的水，而EC路线则首先利用乙烯氧化制EO时排放的CO₂为原料与EO在催化剂的作用下生成EC，然后以EC为中间产物催化水解生成EG，该过程水比接近化学计量比1，是今后EO制EG的工业化方向。

目前已用于环状碳酸酯水解的催化剂主要有：碱（土）金属碳酸（氢）盐（US4524224，1985）、Mo和W的化合物（JP822106631，1982；WO2009071651，2009）、季铵盐、季铵盐和离子交换树脂（EP0133763，1989；US6080897，2000；US20090156867，2009）等。但这些催化体系或多或少存在催化剂分离困难、活性低、稳定性不高等问题。

杂多酸由于具有较高的催化活性，且不易失活，因此在酸催化的反应中得到了广泛的应用。将杂多酸负载于载体上能够增加其表面积并提供合适的孔结构，并能够有利于杂多酸催化剂的分离。但是负载杂多酸催化剂最大的问题是催化剂活性组分杂多酸易溶脱，从而导致催化活性下降（CN101293210A）。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有技术存在催化剂分离困难、活性低、稳定性不高的问题，提供一种新的碳酸乙烯酯水解制备乙二醇的方法。该方法具有分离容易、活性高、稳定性好的特点。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：一种碳酸乙烯酯水解制备乙二醇的方法，包括在反应条件下，碳酸乙烯酯和水与催化剂接触的步骤；

所述催化剂以重量份数计包括以下组份：a）1~40份杂多酸；（2）60~99份载体；

所述载体是SiO₂与锆酸酯接触后的物质；所述锆酸酯为Zr(OC_aH_b)₄，其中a为1~6的整数，b为3~13的整数。

上述技术方案中，SiO₂与锆酸酯接触条件包括：温度70~140℃，优选90~120℃；时间2~40小时，优选5~20小时；锆酸酯与SiO₂的重量比为0.05~2，优选0.1~1。

上述技术方案中，SiO₂选自多孔SiO₂、SBA-15、MCM-41、MCF、HMS、KIT-6、SBA-16或硅藻土中的一种；优选多孔SiO₂、SBA-15、MCM-41、MCF或HMS中的一种。