[发明专利]CO或CO2的聚合物及其制备和用途

说明书

本发明涉及一种根据元素有机化学的串联取代重排消除反应(简称TSRE反应)这一近期发现的合成模式的规则，设计CO或CO₂气体或它们的烟道尾气在相应的碱性和非亲核性的化学环境下，通过聚合反应转化成为液态或气态的均聚物或共聚物，其制备过程简单，工艺条件温和，并且，通入氢气后，可以高效率地制备低碳烯烃及其低碳烯烃的聚合物，尤其是CO的液态聚合物完全可以作为合成油的用途，燃烧后没有CO气体排放，制备成本相比传统的“煤变油”工艺的成本降低50％以上，水的消耗量降低98％以上，不需要象传统的“煤变油”那样，必须使用氢气原料，必须考虑氢气来源的问题，具有十分巨大的工业化前景和市场前景。

背景技术

上月，本发明专利申请人申请了申请号为20120080522.8的发明专利，该专利中已经涉及CO或CO₂的聚合物及其用途，一般聚合物都具有固态、液态、气态，而该申请的专利，主要涉及CO或CO₂聚合物的固态方面的内容，主要用于烟道尾气CO₂和CO的回收、贮存、利用。

近来本申请人初步了解了“煤变油”项目的传统技术及其意义后，知晓了CO的液态聚合物对于“煤变油”项目具有巨大的实用意义，能够基本上克服传统“煤变油”技术的三个致命的弱点：1、成本过高；

2、耗水量太大；3、必须配套安排大量的氢气来料。也就是说必须配套建立大规模的水厂和氢气制备厂。所以，在上一个专利的基础上，本申请人几天内制备出了CO的液态聚合物，立即申请了本发明专利，作为20120080522.8发明专利的补充。

本发明的聚合反应的原理与规则：根据TSRE反应规则，CO或CO₂在相应的碱性的化学环境下，异构转化成为十分活泼的C⁺-O^-等一类两性离子碳氧化合物，这种化合物容易发生自聚或共聚反应，生成CO或CO₂的均聚物或共聚物的聚合物，该聚合物有固态、液态、气态。有一个TSRE规则是：化学环境的碱性越强，聚合度就越大，产物就越是趋向于固态；反之亦然，化学环境的碱性越小，聚合度就越小，产物就越是趋向于液态甚至气态，根据这一规则，小试很容易制备仅仅以一氧化碳或二氧化碳为单体的各种型态的均聚物或共聚物。

发明内容

本发明的目的是提供一种运用由本申请人近期发现的TSRE反应的这一通用型的模式将一氧化碳和二氧化碳气体或它们的烟道尾气转化成为液态燃料或合成油或者液态溶剂，与传统的“煤变油”技术相比，达到大幅度降低生产成本和能耗以及水耗、大幅度降低工程投资的结果，尤其是CO的液态均聚物的这种原始创新的新产品的开发，今后对于能源领域具有十分巨大的应用价值。

1、CO或CO₂液态均聚物的制备

至今还没有文献报道CO或CO₂液态均聚物的制备方法，因为迄今为止，世界上还不存在CO或CO₂的均聚物试剂，即不存在这一类的化合物，本申请人根据新发现的TSRE规则，根据上述聚合反应原理，已通过小试很容易地制备出了CO或CO₂的液态均聚物或CO与CO₂的液态共聚物，过程简单，条件温和，都是采用的“一锅法”合成，非常适用于工业化技术的开发，由此首次制备出了世界上不曾存在过的不含氢元素、常温常压稳定的液态燃料。

本发明小试中制备的CO或CO₂系列聚合物外观为无色或浅黄色的液体，密度0.5～1.6，沸点40～310℃，溶于水、甲醇，甲酸甲酯等有机溶剂。

CO或CO₂均聚物或共聚物的制备，包括以下次序的几个步骤：

在隔绝空气和水的条件下，投入计算量的三乙胺或叔丁醇或四氢呋喃或其它无水叔胺和投入计算量的叔丁醇钾，或投入相应碱性的离子液体，或投入相应碱性的非亲核性的气体吸收剂于高压釜中，启动搅拌，控制温度5～110℃，通入计算量的CO或CO₂气体或它们的各种烟道尾气，保温反应1～48小时，静置分层，得CO或CO₂的液态或气态均聚物或共聚物，其中密度0.6～0.9的CO的液态均聚物可以作为优质柴油的用途，CO₂的液态聚合物可以作为无毒溶剂使用。  另外，在制备CO液态均聚物时，发现副产CO的3～4聚合度的化合物，为气态，点燃后燃烧，产生无烟蓝色火焰，燃烧时无积炭现象，可以作为液化气的用途。

具体实施方案

实例例1