[发明专利]一种制备碳酸乙烯酯的方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种制备碳酸乙烯酯的方法，特别是涉及一种将乙烯氧化得到的气体混合物中的环氧乙烷和二氧化碳吸收到碳酸乙烯酯溶液中，反应生成碳酸乙烯酯。

背景技术：

碳酸乙烯酯是一种性能优良的溶剂和表面活性剂的原料，尤其对许多聚合物和树脂的溶解效果更佳，碳酸乙烯酯也可作为有机合成中间体，用作合成呋喃唑酮的原料，用作水玻璃系浆料，纤维整理剂及其它纤维的加工剂，可用作纺织上的抽丝液，也可直接作为脱除酸性气体的溶剂及混凝土的添加剂，还可用作塑料发泡剂及合成润滑油的稳定剂。除此之外，碳酸乙烯酯也可以做高附加值的高能电池电解液。

US20080033185公开了一种制备碳酸乙烯酯的过程，用金属盐固载催化剂在反应温度为40～200℃、反应压力0.1～5.0MPa条件下，环氧乙烷与二氧化碳反应，金属盐阳离子为第三周期第2族，第四周期第2、4、12族，第五周期第2、4、7、12、14族，第六周期第2、4、6族；阴离子为有机酸或无机酸，固体载体为季铵、季磷、季砷、季锑及季硫。

US20080071096公开了一种制备碳酸乙烯酯过程，有机碱与卤化氢中和物固载形成催化剂催化环氧烷烃与二氧化碳反应，有机碱是由至少含有一个游离电子对的氮或多个游离电子对的磷组成，有机碱PH值超过8。

CN1343668由含氮杂环化合物卤化烷基吡啶或1，3-二烷基咪唑与非金属卤化物构成的室温下呈液体状态的离子液体为催化剂，碱金属卤化物或四丁基溴化铵为助催化剂，反应压力为1.5～5.0MPa，反应温度100～140℃，反应时间4～8小时，催化剂用量为环氧化合物量的0.2～2.5mol％条件下，实现二氧化碳与环氧化合物通过催化环加成制相应的环状碳酸酯。

CN1631886采用锌盐和咪唑卤代盐、吡啶卤代类离子液体、季铵盐中的一种作为二元催化剂，反应压力为0.5～5.0MPa，反应温度50～200℃，经过催化二氧化碳和环氧化合物环加成实现制备环状碳酸酯。在反应的过程中不加入任何有机溶剂，经过简单的减压蒸馏即能实现催化剂与产物的分离，能够重复使用而保持催化剂活性不变，选择性98％以上，转化频率达5000h^-1以上。

CN101037431采用金属盐、离子液体以及季铵盐组成催化剂，反应压力为0.5～10MPa，反应温度30～200℃，经过催化二氧化碳和环氧化合物环加成实现制备环状碳酸酯。在反应的过程中不加入任何有机溶剂，经过简单的纯化可以使环碳酸酯的纯度在98％以上，并且该催化剂能够重复使用而保持催化剂活性不变。

CN1817877采用过渡金属盐和二齿离子液体组成的二元催化剂，反应温度40～210℃，二氧化碳反应压力为0.1至5.0MPa的条件下，通过环加成反应合成环状碳酸酯的清洁工艺新技术。

CN1817878采用过渡金属盐和卤化季膦盐类离子液体组成的二元催化剂，反应温度40～210℃，二氧化碳反应压力为0.1至5.0MPa的条件下，通过环加成反应合成环状碳酸酯的清洁工艺新技术。

US4233221用碳酸乙烯酯将乙烯氧化得到的环氧乙烷吸收，再经过解吸后与二氧化碳经过离子交换树脂催化剂催化反应制备碳酸乙烯酯。

在现有技术中，采用环氧乙烷与二氧化碳反应制备碳酸乙烯酯，需要成品环氧乙烷，耗费过多的成本，或直接从乙烯氧化得到产物中吸收环氧乙烷后再解吸，与二氧化碳在离子交换树脂催化剂催化下制备碳酸乙烯酯，解吸过程中需要大量的热能。

发明内容：

本发明的目的在于克服现有技术存在的问题而提供一种制备碳酸乙烯酯的方法，是一种降低能耗的制备方法。

本发明提供一种制备碳酸乙烯酯的方法，包括：

步骤(1)：将乙烯氧化得到的气体混合物中的环氧乙烷和二氧化碳吸收到碳酸乙烯酯溶液中；

步骤(2)：在催化剂的存在下，碳酸乙烯酯溶液中的环氧乙烷与二氧化碳进行反应制备碳酸乙烯酯，未反应的二氧化碳循环至反应系统中；

步骤(3)：反应得到的碳酸乙烯酯混合物经过分离得到碳酸乙烯酯产品。

步骤(1)乙烯氧化得到气体混合物直接进入碳酸乙烯酯溶液中，气体混合物中环氧乙烷浓度为1.0～3.5mol％，二氧化碳浓度为4～15mol％。碳酸乙烯酯溶液在温度45～80℃条件下吸收环氧乙烷和二氧化碳。碳酸乙烯酯加入量为300～400g/h，气体混合物加入量为150L/h。