與丙烯直接制備碳酸丙烯酯的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及碳酸丙烯酯的制備，尤其涉及仿生催化氧化丙烯，然后一步法制備碳酸丙烯酯。
【背景技術(shù)】
[0002]碳酸丙烯酯不僅是一種性能優(yōu)良的有機溶劑，而且還是重要的有機化工產(chǎn)品，在有機合成、氣體分離和電化學(xué)及金屬萃取等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。特別是近年來碳酸丙烯酯大量用作酯交換法合成碳酸二甲酯的原料，對碳酸丙烯酯合成方法的研究起到推動作用。碳酸丙烯酯主要通過酯交換法、光氣法、氯丙醇法、尿素醇解法、二氧化碳和1，2.丙二醇合成法、二氧化碳與環(huán)氧丙烷合成法等方法合成，其中二氧化碳與環(huán)氧丙烷合成法是工業(yè)制備碳酸丙烯酯的主要方法。
[0003]但是，現(xiàn)有的二氧化碳與環(huán)氧丙烷合成法工業(yè)制備碳酸丙烯酯存在制備方法產(chǎn)率低，反應(yīng)條件苛刻等方面的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決現(xiàn)有技術(shù)的二氧化碳與環(huán)氧丙烷合成法工業(yè)制備碳酸丙烯酯存在的產(chǎn)率低，反應(yīng)條件茍1刻的技術(shù)問題。
[0005]本發(fā)明的碳酸丙烯酯的制備方法，所用原料為C02、02與丙烯，其特征在于，包括下列步驟:
[0006]1)將02、丙烯和C02通入裝有金屬卟啉、復(fù)合表面活性劑和三甲苯的反應(yīng)釜中進行反應(yīng)；金屬卟啉的用量為丙烯與0)2總重量的0.001%?0.02%;復(fù)合表面活性劑是十二烷基苯磺酸鈉與吐溫80的混合物，用量為丙烯與0)2總重量的10%?15% ;三甲苯作溶劑，用量為丙烯與0)2總重量的200%?400%，使反應(yīng)釜處于密封狀態(tài)；
[0007]2)通入 0.3MPa ?0.5MPa 的丙烯，0.8MPa ?1.5MPa 的 C02，0.3MPa ?0.5MPa 的02，在120°C?130°C下反應(yīng)3h?4h ;
[0008]3)將反應(yīng)釜置于冰水浴中，停止反應(yīng)。
[0009]本發(fā)明的碳酸丙烯酯的制備方法效果如下:
[0010]1)使用復(fù)合表面活性劑與金屬卟啉作為催化劑，二者協(xié)同作用，使02與丙烯進行化學(xué)反應(yīng)制備環(huán)氧丙烷，，比只使用金屬卟啉作為催化劑，大大提高了反應(yīng)轉(zhuǎn)化率，環(huán)氧丙烷再與二氧化碳反應(yīng)得到碳酸丙烯酯。上述的反應(yīng)產(chǎn)率最好的可以達到95% ;
[0011]2)反應(yīng)壓力最高為l.SMPa，反應(yīng)溫度最高為130°C，反應(yīng)條件溫和，易于實現(xiàn)，可節(jié)省成本。
[0012]優(yōu)選地，所使用的金屬卟啉是5，10，15，20-四(取代苯基)鐵、鈷、錳卟啉。
[0013]優(yōu)選地，充入0.35MPa 的丙烯，0.9MPa 的 C02，0.39MPa 的 02，在 130°C下反應(yīng) 4h。
[0014]優(yōu)選地，丙烯、0)2和0 2都是工業(yè)級的。
[0015]優(yōu)選地，將反應(yīng)釜置于電熱套，設(shè)置加熱溫度，并且使用傳感器進行控溫。
【具體實施方式】
實施例1
[0016]取80ml三甲苯，0.001克5，10，15，20-四(4-氟苯基)鐵卟啉，1.0克十二烷基苯磺酸鈉，1.2克吐溫80于反應(yīng)釜中，密封。分別通入0.50MPa丙烯，0.8MPa C02，0.30MPa02，將反應(yīng)釜置于電熱套，設(shè)置加熱溫度，并且使用傳感器進行控溫，在120°C下反應(yīng)4h，將反應(yīng)釜置于冰水浴中，停止反應(yīng)，將反應(yīng)液混勻，取0.1894g反應(yīng)液，加入0.0934g氯苯作內(nèi)標(biāo)，再加入30ml乙酸乙酯作溶劑，配成混合溶液，用氣相色譜儀中已經(jīng)建立的方法測定其濃度，得到產(chǎn)率為90%。
實施例2
[0017]取800ml三甲苯，0.01克5，10，15，20-四(4-氯苯基)鐵卟啉，10克十二烷基苯磺酸鈉，12克吐溫80于反應(yīng)釜中，密封。分別通入0.35MPa丙烯，0.9MPa C02，0.50MPa 02，將反應(yīng)釜置于電熱套，設(shè)置加熱溫度，并且使用傳感器進行控溫，在125°C下反應(yīng)3h，將反應(yīng)釜置于冰水浴中，停止反應(yīng)，將反應(yīng)液混勻，取0.1894g反應(yīng)液，加入0.0934g氯苯作內(nèi)標(biāo)，再加入30ml乙酸乙酯作溶劑，配成混合溶液，用氣相色譜儀中已經(jīng)建立的方法測定其濃度，得到產(chǎn)率為92%。
實施例3
[0018]取80ml三甲苯，0.001克5，10，15，20-四(4-甲氧苯基)錳卟啉于反應(yīng)釜中，1.2克十二烷基苯磺酸鈉，1.4克吐溫80，密封。分別通入0.30MPa丙烯，0.8MPa C02，0.31MPa02，將反應(yīng)釜置于電熱套，設(shè)置加熱溫度，并且使用傳感器進行控溫，在123°C下反應(yīng)3h，將反應(yīng)釜置于冰水浴中，停止反應(yīng)，將反應(yīng)液混勻，取0.1894g反應(yīng)液，加入0.0934g氯苯作內(nèi)標(biāo)，再加入30ml乙酸乙酯作溶劑，配成混合溶液，用氣相色譜儀中已經(jīng)建立的方法測定其濃度，得到產(chǎn)率為56%。
實施例4
[0019]取80ml三甲苯，0.001克5，10，15，20-四(4-氟苯基)鈷卟啉，L 0克十二烷基苯磺酸鈉，1.4克吐溫80，密封。分別通入0.30MPa丙烯，0.8MPa C02，0.31MPa 02，將反應(yīng)釜置于電熱套，設(shè)置加熱溫度，并且使用傳感器進行控溫，在128°C下反應(yīng)4h，將反應(yīng)釜置于冰水浴中，停止反應(yīng)，將反應(yīng)液混勻，取0.1894g反應(yīng)液，加入0.0934g氯苯作內(nèi)標(biāo)，再加入30ml乙酸乙酯作溶劑，配成混合溶液，用氣相色譜儀中已經(jīng)建立的方法測定其濃度，得到產(chǎn)率為60%。
實施例5
[0020]取80ml三甲苯，0.001克5，10，15，20-四(4-氟苯基)鐵卟啉，0.8克十二烷基苯磺酸鈉，1.2克吐溫80于反應(yīng)釜中，密封。分別通入0.30MPa丙烯，0.8MPa C02，0.31MPa02，將反應(yīng)釜置于電熱套，設(shè)置加熱溫度，并且使用傳感器進行控溫，在129°C下反應(yīng)3.5h，將反應(yīng)釜置于冰水浴中，停止反應(yīng)，將反應(yīng)液混勻，取0.1894g反應(yīng)液，加入0.0934g氯苯作內(nèi)標(biāo)，再加入30ml乙酸乙酯作溶劑，配成混合溶液，用氣相色譜儀中已經(jīng)建立的方法測定其濃度，得到產(chǎn)率為75%。
實施例6
[0022]取80ml三甲苯，0.001克5，10，15，20-四(4-氟苯基)鐵卟啉，L 0克十二烷基苯磺酸鈉，1.2克吐溫80于反應(yīng)釜中，密封。分別通入0.30MPa丙烯，1.50MPa C02，0.31MPa02，將反應(yīng)釜置于電熱套，設(shè)置加熱溫度，并且使用傳感器進行控溫，在130°C下反應(yīng)4h，將反應(yīng)釜置于冰水浴中，停止反應(yīng)，將反應(yīng)液混勻，取0.1894g反應(yīng)液，加入0.0934g氯苯作內(nèi)標(biāo)，再加入30ml乙酸乙酯作溶劑，配成混合溶液，用氣相色譜儀中已經(jīng)建立的方法測定其濃度，得到產(chǎn)率為93%。
實施例7
[0023]取800ml三甲苯，0.01克5，10，15，20-四(4-氟苯基)鐵卟啉，10克十二烷基苯磺酸鈉，12克吐溫80于反應(yīng)釜中，密封。分別通入0.35MPa丙烯，0.9MPa C02，0.39MPa 02，將反應(yīng)釜置于電熱套，設(shè)置加熱溫度，并且使用傳感器進行控溫，在130°C下反應(yīng)4h，將反應(yīng)釜置于冰水浴中，停止反應(yīng)，將反應(yīng)液混勻，取0.1894g反應(yīng)液，加入0.0934g氯苯作內(nèi)標(biāo)，再加入30ml乙酸乙酯作溶劑，配成混合溶液，用氣相色譜儀中已經(jīng)建立的方法測定其濃度，得到產(chǎn)率為95%。
【主權(quán)項】
1.碳酸丙烯酯的制備方法，所用原料為CO2、O2與丙烯，其特征在于，包括下列步驟: (1)將O2、丙烯和CO2通入裝有金屬卟啉、復(fù)合表面活性劑和三甲苯的反應(yīng)釜中進行反應(yīng)；金屬卟啉的用量為丙烯與0)2總重量的0.001%?0.02%;復(fù)合表面活性劑是十二烷基苯磺酸鈉與吐溫80的混合物，用量為丙烯與0)2總重量的10%?15% ;三甲苯做溶劑，用量為丙烯與0)2總重量的200%?400%，使反應(yīng)釜處于密封狀態(tài)；(2)通入0.3MPa ?0.5MPa 的丙烯，0.8MPa ?1.5MPa 的 CO2，0.3MPa ?0.5MPa 的 O2，在120°C?130°C下反應(yīng)3h?4h ; (3)將反應(yīng)釜置于冰水浴中，停止反應(yīng)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳酸丙烯酯的制備方法，其特征在于，所使用的金屬卟啉是5，10，15，20_四(取代苯基)鐵、鈷或錳卟啉。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的碳酸丙烯酯的制備方法，其特征在于，通入0.35MPa的丙烯，0.9MPa 的 CO2,0.39MPa 的 O2，在 130°C下反應(yīng) 4h。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的碳酸丙烯酯的制備方法，其特征在于，丙稀、CO2和O 2都是工業(yè)級的。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的碳酸丙烯酯的制備方法，其特征在于，將反應(yīng)釜置于電熱套，設(shè)置加熱溫度，并且使用傳感器進行控溫。
【專利摘要】碳酸丙烯酯的制備方法，所用原料為CO2、O2與丙烯，其特征在于，包括下列步驟：(1)將O2、丙烯和CO2通入裝有金屬卟啉、復(fù)合表面活性劑和三甲苯的反應(yīng)釜中進行反應(yīng)；金屬卟啉的用量為丙烯與CO2總重量的0.001％～0.02％；復(fù)合表面活性劑是十二烷基苯磺酸鈉與吐溫80的混合物，用量為丙烯與CO2總重量的10％～15％；三甲苯做溶劑，用量為丙烯與CO2總重量的200％～400％，使反應(yīng)釜處于密封狀態(tài)；(2)在120℃～130℃下反應(yīng)3h～4h；(3)將反應(yīng)釜置于冰水浴中，停止反應(yīng)。上述的反應(yīng)產(chǎn)率最好的可以達到95％。
【IPC分類】C07D317/36, B01J31/22
【公開號】CN105348248
【申請?zhí)枴緾N201510870497
【發(fā)明人】祝恩福, 李文盛, 張曉輝, 郭靜楠, 江國防
【申請人】湖南凱美特氣體股份有限公司
【公開日】2016年2月24日
【申請日】2015年12月3日