本發(fā)明屬于聚碳酸酯類技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種聚碳酸酯二元醇的制備方法及設(shè)備。

背景技術(shù)：

聚碳酸酯二醇(pcdl)是指分子兩個(gè)末端都帶有羥基(－oh)、分子主鏈含有脂肪族亞烷基和碳酸酯基(－ocoo－)重復(fù)單元的聚合物，與傳統(tǒng)聚碳酸酯材料相差很大，與聚酯多元醇和聚醚多元醇性質(zhì)相近，廣泛應(yīng)用于合成革、涂料等領(lǐng)域。作為聚氨酯前驅(qū)體，其下游產(chǎn)品聚氨酯材料性能優(yōu)良、品種繁多，廣泛應(yīng)用于建筑、化工、醫(yī)療衛(wèi)生等領(lǐng)域。2006年全球聚氨酯材料的消耗已躍居合成材料第6位，達(dá)1100萬(wàn)噸/年。與傳統(tǒng)的多元醇聚合酯相比，有pcdl制備的聚氨酯具有更好的耐熱性、耐水性，抗菌性優(yōu)良的機(jī)械性能。

pcdl的合成方法主要有光氣法、環(huán)狀碳酸酯開環(huán)聚合法、二氧化碳環(huán)氧化物調(diào)節(jié)共聚法及酯交換法。光氣由于毒性較大且對(duì)設(shè)備腐蝕嚴(yán)重，正逐漸被淘汰。環(huán)狀碳酸酯合成成本較高，限制了該工藝的工業(yè)推廣。二氧化碳環(huán)氧化物調(diào)節(jié)共聚法只能合成特定結(jié)構(gòu)的pcdl。而酯交換法可以通過調(diào)整二元醇的種類，合成不同結(jié)構(gòu)的pcdl，相對(duì)分子量可調(diào)性高，產(chǎn)品色度低，羥基官能度較接近于理論值。因此，酯交換法是合成pcdl的一種有前景的工藝方法，但是，現(xiàn)有的酯交換法生產(chǎn)的聚碳酸酯二醇，產(chǎn)品收率不到50％。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于：針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中聚碳酸酯二醇的產(chǎn)品收率低的問題，提供一種聚碳酸酯二元醇的制備方法及設(shè)備，產(chǎn)品收率大于50％，最高可達(dá)70％。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一種聚碳酸酯二元醇的制備方法，將反應(yīng)原料碳酸二甲酯和1,4-丁二醇按照摩爾比為1:1-2:1的比例加入到反應(yīng)器中，然后加入反應(yīng)原料的0.25-1％wt的非均相催化劑，加熱升溫到100-180℃，均勻攪拌；通過常壓蒸餾排出反應(yīng)甲醇和碳酸二甲醇，將壓力降低減壓蒸餾，繼續(xù)將壓力降低再減壓蒸餾，過濾去除催化劑，冷卻至室溫，結(jié)晶，在80℃下，真空干燥，得到聚碳酸酯二元醇。

本發(fā)明還提供一種聚碳酸酯二元醇的制備方法，具體步驟如下：

步驟1.將酯化釜加熱到100℃烘干；

步驟2.將反應(yīng)原料的15kg的非均相催化劑，將酯化釜密封，打開進(jìn)料泵，分別進(jìn)入碳酸二甲酯和1,4-丁二醇的計(jì)量罐，按照碳酸二甲酯1500kg和1,4-丁二醇1500kg的比例打入酯化釜中；

步驟3.通入氮?dú)庵脫Q體系空氣，置換3次，打開酯化塔閥門，開啟攪拌，加熱；升溫至100℃，攪拌2小時(shí)，關(guān)閉酯化塔閥門，升溫至120℃，蒸餾2小時(shí)去除未反應(yīng)的甲醇和碳酸二甲醇；打開真空泵，升溫到150℃，通過旁路調(diào)節(jié)真空度，反應(yīng)2小時(shí)；繼續(xù)降低酯化釜真空度，升溫到180℃，反應(yīng)1小時(shí)；濾除催化劑，得到聚碳酸酯二元醇。

步驟4：分析，冷卻，切片，包裝產(chǎn)品；

步驟5：酯化塔頂?shù)玫降酿s出物進(jìn)入醇回收單元進(jìn)行分離，回用。

本發(fā)明還提供一種聚碳酸酯二元醇的制備方法中的設(shè)備，包括酯化釜，酯化釜的入料端分別連接有醇計(jì)量罐與酯計(jì)量罐，所述的酯計(jì)量罐連接有原料酯泵，原料酯泵連接有酯儲(chǔ)罐，所述的醇計(jì)量罐連接有原料醇泵，原料醇泵連接有醇儲(chǔ)罐；酯化釜的頂部連接有酯化塔，酯化塔連接有一級(jí)冷凝器，一級(jí)冷凝器連接有二級(jí)冷凝器，二級(jí)冷凝器連接有接收罐和真空緩沖罐，接收罐和真空緩沖罐同時(shí)連接到醇回收泵，醇回收泵連接有回收罐；所述的酯化釜還連接出料泵，出料泵連接有保溫罐，保溫罐連接有切片機(jī)。

由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果是：

1.本發(fā)明中聚碳酸酯二元醇的產(chǎn)品收率大于50％，最高可達(dá)70％；

2.通過調(diào)節(jié)原料二醇種類可以得到固體的、液體的產(chǎn)品；

3.產(chǎn)品分子量范圍調(diào)節(jié)寬；

4.采用可回收的固體催化劑，減少了產(chǎn)品中雜質(zhì)含量，質(zhì)量穩(wěn)定。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的聚碳酸酯二元醇的制備設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。

附圖標(biāo)記：1-醇儲(chǔ)罐，2-酯儲(chǔ)罐，3-醇計(jì)量罐，4-酯計(jì)量罐，5-酯化釜，6-酯化塔，7-一級(jí)冷凝器，8-二級(jí)冷凝器，9-接收罐，10-出料泵，11-醇回收泵，12-真空緩沖罐，13-回收罐，14-保溫罐，15-切片機(jī)，16-原料醇泵16，17-原料酯泵17。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1：

本發(fā)明聚碳酸酯二元醇的制備方法，具體地，將反應(yīng)原料碳酸二甲酯和1,4-丁二醇按照摩爾比為1:1的比例加入到反應(yīng)器中，然后加入反應(yīng)原料的0.25wt％的非均相催化劑，加熱升溫到100℃，均勻攪拌；通過常壓蒸餾排出反應(yīng)甲醇和碳酸二甲醇，將壓力降低減壓蒸餾，繼續(xù)將壓力降低再減壓蒸餾，過濾去除催化劑，冷卻至室溫，結(jié)晶，在80℃下，真空干燥，得到聚碳酸酯二元醇。

實(shí)施例2：

本發(fā)明聚碳酸酯二元醇的制備方法，具體地，將反應(yīng)原料碳酸二甲酯和1,4-丁二醇按照摩爾比為2:1的比例加入到反應(yīng)器中，然后加入反應(yīng)原料的1wt％的非均相催化劑，加熱升溫到180℃，均勻攪拌；通過常壓蒸餾排出反應(yīng)甲醇和碳酸二甲醇，將壓力降低減壓蒸餾，繼續(xù)將壓力降低再減壓蒸餾，過濾去除催化劑，冷卻至室溫，結(jié)晶，在80℃下，真空干燥，得到聚碳酸酯二元醇。

實(shí)施例3：

步驟1.將酯化釜5加熱到100℃烘干；

步驟2.將反應(yīng)原料的15kg的非均相催化劑，將酯化釜5密封，打開進(jìn)料泵，分別進(jìn)入碳酸二甲酯和1,4-丁二醇的計(jì)量罐，按照碳酸二甲酯1500kg和1,4-丁二醇1500kg的比例打入酯化釜5中；

步驟3.通入氮?dú)庵脫Q體系空氣，置換3次，打開酯化塔6閥門，開啟攪拌，加熱；升溫至100℃，攪拌2小時(shí)，關(guān)閉酯化塔6閥門，升溫至120℃，蒸餾2小時(shí)去除未反應(yīng)的甲醇和碳酸二甲醇；打開真空泵，升溫到150℃，通過旁路調(diào)節(jié)真空度，反應(yīng)2小時(shí)；繼續(xù)降低酯化釜5真空度，升溫到180℃，反應(yīng)1小時(shí)；濾除催化劑，得到聚碳酸酯二元醇。

步驟4：分析，冷卻，切片，包裝產(chǎn)品；

步驟5：酯化塔6頂?shù)玫降酿s出物進(jìn)入醇回收單元進(jìn)行分離，回用。

本實(shí)施例中采用的制備設(shè)備，包括酯化釜5，酯化釜5的入料端分別連接有醇計(jì)量罐3與酯計(jì)量罐4，所述的酯計(jì)量罐4連接有原料酯泵17，原料酯泵17連接有酯儲(chǔ)罐2，所述的醇計(jì)量罐4連接有原料醇泵16，原料醇泵16連接有醇儲(chǔ)罐1；酯化釜5的頂部連接有酯化塔6，酯化塔6連接有一級(jí)冷凝器7，一級(jí)冷凝器7連接有二級(jí)冷凝器8，二級(jí)冷凝器8連接有接收罐9和真空緩沖罐12，接收罐9和真空緩沖罐12同時(shí)連接到醇回收泵11，醇回收泵11連接有回收罐13；所述的酯化釜5還連接出料泵10，出料泵10連接有保溫罐14，保溫罐14連接有切片機(jī)15。

本實(shí)施例的設(shè)備工作過程，反應(yīng)原料中的碳酸二甲酯儲(chǔ)存在酯儲(chǔ)罐2中，酯儲(chǔ)罐2中的碳酸二甲酯經(jīng)過原料酯泵17傳送至酯計(jì)量罐4，按照物料比例向酯化釜5中通入碳酸二甲酯；反應(yīng)原料中的1,4-丁二醇儲(chǔ)存在醇儲(chǔ)罐1中，醇儲(chǔ)罐1中的1,4-丁二醇經(jīng)過原料醇泵16泵送至醇計(jì)量罐4，按照物料比例向酯化釜5中打入1,4-丁二醇；反應(yīng)過程中，在關(guān)閉酯化塔6閥門時(shí)，在酯化塔6中將小分子醇，即的甲醇和碳酸二甲醇，與聚碳酸酯二元醇分離，甲醇和碳酸二甲醇排入到一級(jí)冷凝器7冷卻，然后排入二級(jí)冷凝器7冷卻，最后送入接收罐9和真空緩沖罐12，然后通過醇回收泵11泵送至回收罐13中回收。酯化塔6的聚碳酸酯二元醇返回至酯化釜5中，反應(yīng)完畢后，濾除催化劑后的聚碳酸酯二元醇通過出料泵10泵送至保溫罐14，最后通入到切片機(jī)15切片，包裝。濾除的催化劑再回收利用。

利用上述設(shè)備在制備的聚碳酸酯二元醇的產(chǎn)品收率如表1所示：

表1.2000噸/年聚碳酸酯二元醇的物料平衡表

根據(jù)表1中所示，本實(shí)施例的聚碳酸酯二元醇的產(chǎn)品收率為70.42％。