[發(fā)明專利]一種制備丙二醇單甲醚的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410192749.0
• 申請日: 2014-05-08
• 公開（公告）號: CN105085201B
• 公開（公告）日: 2017-03-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 史春風(fēng);朱斌;林民
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司石油化工科學(xué)研究院
• 主分類號: C07C43/13
• 分類號: C07C43/13;C07C41/03;B01J29/89
• 代理公司: 北京潤平知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11283
• 代理人: 劉國平,顧映芬

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種制備丙二醇單甲醚的方法。

背景技術(shù)

丙二醇醚，特別是丙二醇單甲醚，由于其化學(xué)結(jié)構(gòu)上有兩個具有強溶解能力的基團——醚鍵和羥基，前者屬憎水性質(zhì)，可溶解憎水類化合物；后者屬親水性質(zhì)，可溶解水溶性物質(zhì)，因此，丙二醇醚是性能優(yōu)良的通用性溶劑，又稱萬能溶劑。丙二醇單甲醚有微弱的醚味，但沒有強刺激性氣味，使其用途更加廣泛安全，可用于諸多領(lǐng)域。

例如，丙二醇單甲醚可用于苯丙乳液、丙烯酸乳液及其乳膠漆體系，其具有降低成膜溫度、促進凝聚成膜，并保證涂膜具有良好狀態(tài)的特性。除了用于多種高檔涂料的溶劑之外，丙二醇單甲醚也用于印刷油墨中控制揮發(fā)速度及粘度調(diào)節(jié)劑，還可用于化學(xué)中間體、剎車液配方中作為粘度調(diào)節(jié)劑。由于丙二醇甲醚可與水以任何比例混溶，故可應(yīng)用于金屬清洗劑配方中作為溶劑，或者用于汽車水箱防冰液中以降低冰點。除此之外，丙二醇單甲醚也可用作有機合成的原料。

生產(chǎn)丙二醇醚的方法基本采用環(huán)氧丙烷為原料與醇類物質(zhì)化合得到，但該方法存在反應(yīng)溫度高(100℃以上)、壓力大、催化劑活性低(60％-90％)和選擇性差(82％-90％)等問題。CN101550069A中公開的一種丙二醇單甲醚的合成方法，采用離子液體為催化劑，但對原料要求嚴(yán)格，如需要無水甲醇，成本高。

采用丙烯一步合成丙二醇醚也有研究報道，如USP6239315公開了含鈦、釩、鉻、錫分子篩作環(huán)氧化劑與酸性樹酯或酸性分子篩等固體烷基化催化劑組合催化丙烯合成丙二醇醚，但該方法使用的催化劑制備復(fù)雜，合成丙二醇醚的反應(yīng)條件苛刻，溫度要控制在零度左右，既耗能又不易實現(xiàn)，同時工藝繁雜，且產(chǎn)品選擇性低，無法在實際生產(chǎn)中應(yīng)用。

CN1944365A中同樣公開了一種丙二醇醚的合成方法，是一種兩步反應(yīng)的方法，先由丙烯與雙氧水發(fā)生環(huán)氧化反應(yīng)得到環(huán)氧丙烷，然后環(huán)氧丙烷再與醇類發(fā)生反應(yīng)而得到丙二醇醚，該方法所用的催化劑是鈦硅分子篩或鈦硅分子篩與堿類混合物，反應(yīng)溫度和壓力要求高，特別是第二個反應(yīng)器，反應(yīng)溫度甚至高達200℃以及壓力高達8.5MPa(或85atm)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有的通過丙烯氧化物的再轉(zhuǎn)化來制備丙二醇單甲醚的方法通常需要在高溫(如180-220℃)下進行的不足，提供一種制備丙二醇單甲醚的方法，該方法即使在溫和的反應(yīng)溫度(如不高于160℃的溫度)下，也能夠獲得較高的環(huán)氧丙烷轉(zhuǎn)化率和丙二醇單甲醚選擇性。

本發(fā)明的發(fā)明人在研究過程中意外地發(fā)現(xiàn)，在環(huán)氧丙烷醇解制備的丙二醇單甲醚的過程中，如果在反應(yīng)體系中當(dāng)將共沸組成的環(huán)氧丙烷和甲醇或?qū)h(huán)氧丙烷和甲醇以共沸的形式通入反應(yīng)器與含有模板劑的鈦硅分子篩催化劑接觸反應(yīng)，能夠有效地降低反應(yīng)溫度，同時還能夠明顯提高環(huán)氧丙烷的轉(zhuǎn)化率和丙二醇單甲醚的選擇性。在此基礎(chǔ)上完成了本發(fā)明。

本發(fā)明提供了一種制備丙二醇單甲醚的方法，該方法包括：在醇解反應(yīng)條件下，將環(huán)氧丙烷和甲醇的共沸物送入反應(yīng)器中與催化劑接觸，其中，所述催化劑為含有模板劑的鈦硅分子篩。

在鈦硅分子篩的合成過程中，有機模板劑起到非常重要的作用，但是通常情況下，使用前需要將模板劑從分子篩的主體孔道中除去(例如將合成得到的鈦硅分子篩進行焙燒)，才能實現(xiàn)分子篩的催化或吸附性能。本發(fā)明的方法將含有模板劑的鈦硅分子篩用作由環(huán)氧丙烷制備丙二醇單甲醚的催化劑，且將環(huán)氧丙烷和甲醇的共沸物送入反應(yīng)器中與催化劑接觸，能夠保證在較低的反應(yīng)溫度下獲得高的環(huán)氧丙烷轉(zhuǎn)化率和丙二醇單甲醚選擇性。

另外，本發(fā)明的方法簡便易行，只需通過如過濾的固液分離方法即可將分子篩與含有丙二醇單甲醚的液相混合物分離。

本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點將在隨后的具體實施方式部分予以詳細說明。

具體實施方式

以下對本發(fā)明的具體實施方式進行詳細說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的具體實施方式僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。

本發(fā)明提供了一種制備丙二醇單甲醚的方法，該方法包括：在醇解反應(yīng)條件下，將環(huán)氧丙烷和甲醇的共沸物送入反應(yīng)器中與催化劑接觸，其中，所述催化劑為含有模板劑的鈦硅分子篩。

本發(fā)明中，所述環(huán)氧丙烷與甲醇之間的共沸比例可以根據(jù)反應(yīng)條件的需要進行選擇。根據(jù)本發(fā)明的方法，優(yōu)選所述環(huán)氧丙烷和甲醇的共沸物為在溫度為25-210℃，壓力為0.5-50atm的條件下形成的共沸物；更優(yōu)選所述環(huán)氧丙烷和甲醇的共沸物為在溫度為50-180℃，壓力為1-40atm的條件下形成的共沸物，進一步優(yōu)選所述環(huán)氧丙烷和甲醇的共沸物為在溫度為80-150℃，壓力為5-20atm的條件下形成的共沸物。