[发明专利]一种多分子量醇醚的一步法制备方法

说明书

本发明涉及醇醚的制备方法，尤其涉及一种多分子量醇醚的一步法制备方法。烷基醇和催化剂先混合均匀形成催化剂烷基醇均相溶液，然后再与环氧乙烷或者环氧丙烷一起，分别通过进料泵进入到微通道反应器1中，进行反应；再通过脱醇塔、单醇醚采出塔，进入到微通道反应器2中，使单醇醚与环氧乙烷或环氧丙烷反应，生成二醇醚或者三醇醚；再通过脱轻塔、二醇醚采出塔、三醇醚采出塔，采出高纯度的三醇醚。本发明利用了微通道反应器传热传质性能好的特点，通过精确控温和控制物料的摩尔比，实现了一步法制备多分子量醇醚，简化了多分子量醇醚生产的复杂反应系统，降低了生产带来的安全风险。

技术领域

本发明涉及醇醚的制备方法，尤其涉及一种多分子量醇醚的一步法制备方法。

背景技术

二元醇醚包括了乙二醇醚和丙二醇醚，乙二醇醚类由环氧烷烃(EO、PO)与各种低碳醇ROH开环加成反应制得，包括乙二醇单醚、二乙二醇单醚和三乙二醇单醚等多种分子量的醇醚；丙二醇醚类是由环氧丙烷(PO)与各种低碳醇ROH开环加成反应制得，包括丙二醇单醚、二丙二醇单醚和三丙二醇单醚等多分子量的醇醚；其中ROH为甲醇、乙醇、丙醇、烯丙醇、丁醇、己醇、辛醇、苯酚等，兼具醇和醚的性质，可溶解纤维素如硝酸纤维素，工业上称为溶纤剂。

中国专利CN111635298A公开了一种二元醇醚的制备方法和装置，物料经过预热之后，依次经过微通道反应器、强化传热混合管式反应器和保温老化反应单元，该方法虽然相较传统釜式反应传质传热较好，但反应流程过长，总反应时间仍然大于45min。

中国专利CN109134212A公开了一种连续化反应制备二丙二醇甲醚的方法，将2-甲氧基-1-丙醇、环氧丙烷和强碱催化剂混合、预热，然后送入管道反应器，进行醚化反应，最后从反应产物中收集目标产物二丙二醇甲醚。公开的方法中反应时间较长，为1-4h，且2-甲氧基-1-丙醇与环氧烷烃的摩尔比较高，为3-8:1，后续处理较麻烦。

低碳醇与环氧烷烃（EO和PO）的反应是一个强放热反应，若反应产生的热量不能及时移走，将产生较大的安全隐患，因此进行与该反应相关的生产，则对反应器的传热性能要求极高。此外，若反应过程中传质效果较差，物料在流动过程中反应将产生较多的杂质。以环氧丙烷（PO）为例，一分子PO与一分子甲醇反应生成丙二醇甲醚，其放热量为102.9kj/mol；2分子PO与一分子甲醇反应生成二丙二醇甲醚，其放热量为218.4 kj/mol，3分子PO与一分子甲醇反应生成三丙二醇甲醚，其放热量为-328.5kj/mol。由此可知，当环氧烷烃与醇的摩尔比越高时，其放热量越大，对装置的系统移热能力要求越高。

由以上专利及放热量分析可知，由于受限于现有设备的移热能力，多分子量的乙二醇醚或者多分子量的丙二醇醚无法一步生产，现有的二乙二醇醚、三乙二醇醚或者二丙二醇醚、三丙二醇醚大多是在乙二醇甲醚或丙二醇甲醚生产过程中，对少量的副产进行提纯得到的。而中国专利CN109134212A所公开的方法，其反应较慢，生产效率低下，且要想得到大量的多分子量的醇醚，也只能采取目前所公开的技术。

此外，对于环氧丙烷和甲醇反应合成丙二醇甲醚的过程中，始终会有一定量的副产2-甲氧基-1-丙醇产生，该产物具有一定的毒性，市场价值不高，需要在线处理转化成有用的产品，若能在线将其转化为二丙二醇甲醚，则可大大提高经济价值。

因此，对于现有乙二醇醚或者丙二醇醚的制备，存在如下主要问题：

一、受限于现有装置的传质传热能力，环氧烷烃不能大大过量，无法使用一个反应器一步法合成并调控生产多分子量醇醚，如乙二醇甲醚、二乙二醇甲醚和三乙二醇甲醚或丙二醇甲醚、二丙二醇甲醚和三丙二醇甲醚；

二、现有的乙二醇醚或者丙二醇醚工艺反应时间仍然较长，反应流程仍然较复杂；

三、丙二醇甲醚合成中，会有副产2-甲氧基-1丙醇产生，该产品有毒性，市场价值不高，需要在线处理掉。