CN1040784A - 由氧化烯烃和含流动氢的化合物制备加成产物的方法 - Google Patents
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Abstract
一种通过使氧化烯烃与一种含有流动氢的化合物缩合而得到加成产物的方法，其中与氧化烯烃缩合的物质用适当的系统循环，以便使其在氧化烯烃的气相中分散。液体在气体中的分散和反应区是与收集反贮存区是分开的。第一区在第二区上面，且它们之间以及它们与水平面之间有适当的倾斜。
Description
本发明涉及一种即通过用适宜催化剂使氧化烯烃（最常用的是氧化乙烯）与具有活性或移动性氢的化合物进行缩合而制备加成产物的方法。由此而得到的产品有广阔的市场，如可用作洗涤剂、表面活性剂、纺织工业中的辅助剂、聚油等。
本发明的目的就是实现一种制备缩合产物的方法，该方法制备的产物与先有制备方法的情况相比具有更好的性质和更高的质量。
实际上，与用传统装置制造的具有相同氧化乙烯分子数的产品相比使用本发明的方法得到的产品具有高得多的雾点。
这种更高的雾点和改善的性质与更窄的分子量分布有关。
氧化烯烃的缩合通常从含有活性氢的化合物开始的，这些化合物如水、醇、胺、硫醇甘油等。
这些链物质需要一种通常为碱性的催化剂，如氢氧化钾和氢氧化钠。有时可以使用酸催化剂，但是在这种情况下，有必要使用特种钢来建造反应器。最近确实已经有人使用了碱土金属的氧化物或有机金属化合物。它们与传统催化剂相比可得到更窄的分子量分布。
本发明不排除任何类型的催化剂，任何催化剂都效果很好。
在开始反应之前，应将存在于成链物质中的、催化剂中的以及催化剂与链物质反应生成的水除去。这可以很容易地通过同时采用抽真空与加热来达到。这种方式可以减少聚乙二醇和聚丙二醇的数量，它们是一种付产物。
反应通常在110-180℃下及一定的反应压力下进行。反应压力部分来自惰性气体（通常为氮气），部分来自发生反应的氧化物本身。对于某些特殊的催化剂可以采用更高的温度。
带有搅拌器的原始反应器有很多缺点，例如，由于未反应的溶解氧化物的积累而造成的爆炸的危险、大量的聚乙二醇的存在以及产品的变黄，反应速度慢，旋转部件与爆炸性气体的接触。在本发明中，这种装置被一种系统所代替，该系统可以使液体催化链反应起始物质循环，然后使该物质在处于反应器上部的气态氧化物中的分散。
随着反应的进行及分子量的增加，反应器的下部充满了反应产物，与此同时，反应热通过循环管路中的热交换器除去，氧化乙烯和/或氧化丙烯在控制压力下从反应器顶部直接加入并在此处蒸发成为气态。为了提高物质的转递，应尽量增加转递面。
通过将液体以小滴的形式分散到连续气体相中，可以得到很大的界面，这是由于颗粒很多而造成的，反应就在界面处发生。
这种液体分散体系的特征是：在操作时保险性高，这是因为在液相中的未反应的氧化物的数量极少，并且没有转动部件与氧化乙烯和/或氧化丙烯接触;反应速度高，其为搅拌器系统的3-5倍;付产物和颜色的发生少;以及更高的雾点。
必须记住，主要反应是在反应器的上部进行的，在此处，已催化的液滴分散于含有氧化物的气体中。对于每一次循环，液滴都有相同的轨迹和平均速度，所以它们具有相同的接触时间，相应地具有同样的增长速度。
因此，在理论上，在生产过程中，曳滴在气体环境中循环的次数相同。从而与搅拌器系统相比，可得到相当一致的聚合链的增长和更窄的分子量分布。
实际上，在叶液中发生一定的混合，从而引起一些提前范围，这与连续反应器反向渗透非常相似。它的发生是由于反应器的几何形状和液滴的动能造成的。
本发明的目的就是将在上部具有蒸发器的反应器用本发明的系统来代替。本发明的系统具有两段，一段在上一段在下，并且它们之间形成一定的角度。
因此，新反应器分为两部分，上部（1）称为“液气反应器”;下部（2）称为“贮存箱”。
本发明的系统表示在附图中，其中1为“液气反应器”;2为“贮存箱”;3是循环泵;4、7和8是热交换器;5为真空泵;6为绝热油泵。
压力记录控制仪和温度记录控制仪分别由PRC和TRC表示。
在上段1中，反应从开始到结束总是在相同的几何条件下进行，但液滴的动能在反应器的该段的谷壁上是不同的。
在反应器的下段“贮存箱”内，液体处于稳态条件下（在反应过程中液面增长），这有利于液体在氧化物气氛中的均匀循环。本系统能形成反应液体更均匀的循环，并且避免了提前范围的形成，对提供产物的质量非常有效。这可从下列实施例中看出：
实施例1
将作为催化剂的含有0.3%氢氧化钠的2000kg壬基酚加入一个两段反应器中，并在循环泵工作下在149℃下真空脱水。接着在180℃下和5千克/平方厘米压力下加入4000kg氧化乙烯。在反应结束后将产物冷却并用乙酸中和。得到的产物的OH数为85mg KOH/g，相当于缩合了10分子的氧化乙烯，其雾点为68℃。
用传统的搅拌反应器得到的具有相同的OH数的产品的雾点为60℃。用具有循环蒸发器，但只有一段的反应器得到的产物的雾点为64℃。
实施例2
将作为催化剂的含有0.34%氢氧化钠的1800kg壬基酚加入一个两段反应器中，并在循环泵工作下在149℃下真空脱水。接着在180℃下和5千克/平方厘米压力下加入4320kg氧化乙烯。在反应结束后将产物冷却并用乙酸中和。得到的产物的OH数为75mgKOH/g，相当于缩合了10分子的氧化乙烯，其雾点为86℃。
用传统的搅拌反应器得到的具有相同的OH数的产品的雾点为78℃。用具有循环蒸发器，但只有一段的反应器得到的产物的雾点为83℃。
实施例3
将作为催化剂的含有0.38%氢氧化钠的1600kg壬基酚加入一个两段反应器中，并在循环泵工作下在149℃下真空脱水。接着在180℃下和5千克/平方厘米压力下加入4460kg氧化乙烯。在反应结束后将产物冷却并用乙酸中和。得到的产物的OH数为85mgKOH/g，相当于缩合了10分子的氧化乙烯，其雾点为98℃。
用传统的搅拌反应器得到的具有相同的OH数的产品的雾点为90℃。用具有循环蒸发器，但只有一段的反应器得到的产物的雾点为94℃。
上述的实施例和附图都是非限定性的。
Claims (2)
1、一种通过使氧化烯烃和含有流动氢的化合物缩合而得到加成产物的方法，其中与氧化烯烃缩合的物质通过一个合适的液体分散器来循环，并在氧化烯烃的气体相中反应，该方法的特征在于在循环前就将液体在气相中的分散和反应区与液体收集和贮存区分开，并且在反应的气相中没有旋转部件与氧化乙烯和/或氧化丙烯接触。
2、权利要求1的方法，其特征在于液体在气相中的分散和反应区与收集和贮存区的分开是通过使用一个包括两段的反应器而达到的，分散与反应段位于贮存段的上面，以便借助重力而使液体通过，所述液体的流动还得益于两段相互之间和它们的与水平面之间有一适度倾斜。
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