[发明专利]由碳酸乙烯酯水解生产乙二醇的方法

说明书

本发明涉及一种由碳酸乙烯酯水解生产乙二醇的方法，主要解决现有技术存在催化剂稳定性差、活性组分易流失的问题。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)1～50份的五氧化二铌；和b)50～99份的磷铝氧APO载体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

本发明涉及一种由碳酸乙烯酯水解生产乙二醇的方法。

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。

强碱型离子交换树脂用于环状碳酸酯水解时活性和选择性都较好，但是由于其耐温和耐溶胀性能差，在催化反应过程中活性下降较快(Yu FP,Cai H,He WJ,etal.J.Appl.Polym.Sci.,2010,115:2946～2954)，这是导致该催化剂未能工业化的主要原因。

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稳定性差、活性组分易流失的问题，提供一种新的由碳酸乙烯酯水解生产乙二醇的方法。该方法具有催化剂活性和选择性高，活性组分不易流失的特点。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：一种由碳酸乙烯酯水解生产乙二醇的方法，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)1～50份的五氧化二铌；和b)50～99份的磷铝氧APO载体。

上述技术方案中，五氧化二铌的含量优选为5～30份，磷铝氧APO载体的含量优选为70～95份。

上述技术方案中，磷铝氧APO载体中，Al的重量含量以Al₂O₃计为10～80％，优选为20～60％；P的含量以P₂O₅计为20～90％，优选为40～80％。

上述技术方案中，反应温度为60～200℃，优选为80～160℃，更优选为100～140℃。

上述技术方案中，水与碳酸乙烯酯的摩尔比为(1～10):1，优选为(1～8):1，更优选为(1～6):1。

上述技术方案中，催化剂与碳酸乙烯酯的重量比为(0.005～1):1，优选为(0.01～0.5):1，更优选为(0.02～0.2):1。