[发明专利]一种节能化生产丙二醇甲醚的方法

说明书

(一)技术领域

本发明涉及一种生产丙二醇甲醚的方法，尤其是一种充分利用反应热 进行节能，控制反应程度，提高目的产物选择性的方法。属于有机化工产 品制造技术领域。

(二)背景技术

丙二醇甲醚分子结构中既有亲油性的共价醚键，又有亲水性的醇羟基， 因而它对油性和水性的树脂都有较好的溶解性。它的羟基还具有反应活性， 还可以和低级脂肪酸等进行酯化反应，进一步生产溶解性能良好的酯。它 的熔点很低，为-97℃，常温下甚至低温下都是液态，便于运输和使用。它 的沸点适中，沸程为(117～125)℃，采用蒸汽加热就能够生产，而且它 挥发性适中，是涂料、染料、油墨和纤维素等下游行业越来越多使用的溶 剂。它除了可以用于溶解多种高档树脂、纤维素之外，还可用于化学中间 体、刹车液、清洗剂、防冻液等诸多领域。

自1982年欧洲化学工业和毒理中心发表了有关乙二醇醚产品的毒理 研究报告，认为乙二醇甲醚在人体中能转化为甲氧基乙酸，对代谢机能起 障碍作用，会对动物的脊髓、淋巴组织和发育中的胎儿产生毒害以后，乙 二醇醚及其酯类产品的使用已经受到了较大限制，尤其是原先用量最大的 乙二醇甲醚、乙二醇甲醚乙酸酯的产量和用量在不断缩减。这就给产品性 能相近、但毒性要低得多的丙二醇甲醚和丙二醇甲醚乙酸酯等带来了很大 的发展空间。近年来，国内外研究、生产丙二醇醚及其乙酸酯的企业越来 越多，相应的专利也不断涌现。

采用环氧丙烷和甲醇进行开环醚化是生产丙二醇甲醚最常用的工艺路 线。一般均采用甲醇过量的方式来进行醚化反应，生成醇醚后，物料紧接 着就进入一个循环醇精馏塔，把过量的醇分离出来，回用作原料，降低原 料的单耗。醚化反应后，在得到目的产物1-甲氧基-2-丙醇(伯醚，就是 俗称的丙二醇甲醚)的同时，还会副产少量的2-甲氧基-1-丙醇(仲醚)、 二丙二醇甲醚和三丙二醇甲醚等。这些副产品都可以利用，都是溶解性能 良好的溶剂，由于它们的沸点不同，挥发性不同，可以在不同的场合使用。

公开号为CN 1087618A的中国专利描述的是以改性氧化铝为催化剂， 在催化精馏塔中边进行环氧丙烷和醇的催化反应，边进行精馏，使产物丙 二醇醚和原料环氧丙烷不断分离，抑制产物进一步与环氧丙烷反应生成多 聚醇醚的工艺，反应放出的热量被全部利用来作为精馏的能量，塔顶的轻 组分经冷凝后全回流，继续参与反应。由于环氧丙烷和醇的醚化反应很剧 烈，会放出大量的热量，所以采用塔釜式的反应装置实际上很难控制。而 且分离出的环氧丙烷仍具有反应活性，危险性较大。

中国专利ZL 96116546.5描述的是用于制备丙二醇醚的催化剂，该催 化剂先将氧化铝用酸或碱液进行扩孔改性，然后浸渍碱金属氟化物。

中国专利ZL 97106452.0描述的是用于丙二醇醚合成的固体碱催化 剂，该催化剂组合物的通式为Mg_aAl_b(OH)_2a+3b。据发明人后面的专利证实， 该催化剂的稳定性并不理想。

中国专利ZL 01106023.9描述的是用ZSM-5型或改性的ZSM-5型沸 石作为催化剂来合成丙二醇醚，采用该种催化剂可提高反应活性和选择性， 缓和操作条件。

上海石油化工研究院张磊等三位发明人于2002年3月13日同一天申 请的一组中国专利ZL 02111018.2、ZL 02111019.0和ZL 02111020.4描 述的是以两种不完全相同的碱性催化剂在固定床反应器中进行环氧丙烷和 低级脂肪醇的醚化反应。催化剂的制作较麻烦，不同批次之间的催化剂很 难做到完全一致。

中国专利ZL 200310109694.4描述的是以硝酸锌、乙酸锌水溶液浸渍 活性炭，烘干、焙烧后制得ZnO/活性炭催化剂，来提高环氧丙烷的转化率， 提高伯醚∶仲醚的比例。

公开号为CN 1699320A的未经授权的中国专利描述的是由低级脂肪醇 和环氧丙烷以醇钠作催化剂进行管道连续反应生成丙二醇醚。整个发明中 均没有涉及如何及时移走反应放出的热量，控制反应程度的方法。

公开号为CN 1762578A的未经授权的中国专利描述的也是合成丙二醇 醚的一种催化剂，由被负载物、金属氧化物按一定的重量配比制成，其中 的被负载物选自氟化钾、硝酸钾、碳酸钾中的至少一种。