[发明专利]一种高选择性制备一缩二丙二醇的方法和系统

说明书

本发明提供了一种一缩二丙二醇的制备方法，包括以下步骤，首先将环氧丙烷和丙二醇进行混合后，得到混合原料；然后将上述步骤得到的混合原料在微通道反应器中进行缩合反应后，得到一缩二丙二醇。本发明从反应过程的流体力学角度入手，特别采用了微通道反应器作为反应场所，利用微通道反应器低通道直径的特点，使原料在通道内呈层流状态，降低了返混现象，避免了一缩二丙二醇与原料1.2‑丙二醇和环氧丙烷接触的机会，降低了串联反应的发生，从而有效提升了产物中一缩二丙二醇的选择性。而且本发明提供的制备方法，还能有效的减少反应时间，提高一缩二丙二醇产品的收率，工艺简单，条件温和，易于控制，更加适合工业化大生产。

技术领域

本发明涉及1,2-丙二醇合成技术领域，涉及一种一缩二丙二醇的制备方法和系统，尤其涉及一种高选择性制备一缩二丙二醇的方法和系统。

背景技术

一缩二丙二醇，又名二丙二醇，Dipropylene glycol，简称DPG)，常温下是一种无色、无味的液体，无腐蚀性，对皮肤刺激性很小，毒性很低，应用广泛。一缩二丙二醇可分为LO+级和工业级。前者价格较高，主要应用于香料、化妆品、洗涤剂、食品添加剂等高品质原料需求的领域；后者价格相对较低，广泛用作对DPG品质要求不太高的工业溶剂以及不饱和树脂的生产、硝基纤维清漆等的生产原料。

二丙二醇主要来自环氧丙烷(PO)水合制备1.2-丙二醇(又名丙二醇，缩写PG)的工艺过程中产生的少量一缩二丙二醇及二缩三丙二醇(又名三丙二醇，缩写TPG)，产品比例约为1.2-丙二醇：一缩二丙二醇：二缩三丙二醇＝100:10:1。现有的工艺中，一缩二丙二醇主要做副产品出售，进而使得一缩二丙二醇生产工业难以形成一定规模，开工率受1.2-丙二醇市场需求决定，产量不稳定，无法满足日益增长的市场需求。

近几年来，一些生产企业开始以环氧丙烷(PO)和1.2-丙二醇(PG)为原料，利用间歇或连续的方法，在催化剂存在条件下，通过开环缩合反应合成一缩二丙二醇产品，但开环缩合反应的副反应严重，目标产物一缩二丙二醇会继续与1.2-丙二醇或环氧丙烷进行缩合，得到二缩三丙二醇、三缩四丙二醇(又名四丙二醇)甚至缩合程度更高的丙二醇高聚物，其中以副产二缩三丙二醇为主。而且串联反应导致了产物中一缩二丙二醇选择性低，难以通过此反应高效的获得目标产物。而且副产物二缩三丙二醇、三缩四丙二醇以及缩合程度更高的丙二醇高聚物属于高沸点物质，分离提纯困难并且所需的能耗高；同时，环氧丙烷与1.2-丙二醇反应为放热反应，致使反应过程中温度不宜控制，且反应时间较长，增加了装置的能耗。如专利TW201343617A公开了一种制造二丙二醇及/或三丙二醇的方法，使1.2-丙二醇：环氧丙烷反应，在不使用催化的情况下高选择性的制备二丙二醇和三丙二醇。虽然DPG和TPG选择性能达到80％以上，但无法实现高选择性的DPG生产。专利CN 203382693利用高压反应釜，以环氧丙烷和1.2-丙二醇为原料合成一缩二丙二醇粗品，再经精制分离获得高品质的一缩二丙二醇，但反应为间歇反应，设备利用率不高，不宜实现自动化控制。专利CN203393068和CN201981142同样利用环氧丙烷和1.2-丙二醇为原料，利用连续化反应工艺，解决合成工艺操作繁琐，能耗高等缺陷，但串联反应严重，产生大量副产物，需对二缩三丙二醇进行精制回收。再如专利CN101665414A在无催化剂的条件下以环氧丙烷和1.2-丙二醇合成一缩二丙二醇，但存在反应时间长，能耗高等缺陷。因而，现有大多生产企业只能以50％～80％含量的粗品进行销售，粗品产品价格低廉，也降低了整套装置经济效益。

因此，如何找到一种更适宜的独立的一缩二丙二醇制备方法，操作连续、反应时间短以及高选择性，对一缩二丙二醇大规模工业化生产至关重要，也成为业内诸多生产企业和一线研发人员亟待解决的问题之一。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种一缩二丙二醇的制备方法，特别是一种高选择性制备一缩二丙二醇的方法，本发明提供的制备方法，可以有效的减少反应时间，大大提高一缩二丙二醇产品的收率和选择性，而且工艺简单，适合工业化大生产。