[發明專利]制備丙二醇單甲醚的方法

有效

• 申請號: 201810296438.7
• 申請日: 2018-03-30
• 公開（公告）號: CN110317128B
• 公開（公告）日: 2021-09-07
• 發明（設計）人: 史春風;林民;朱斌
• 申請（專利權）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研究院
• 主分類號: C07C41/03
• 分類號: C07C41/03;C07C43/13
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 劉國平;顧映芬

本發明涉及丙二醇單甲醚生產領域，公開了制備丙二醇單甲醚的方法，包括：在醇解反應條件下，使含有環氧丙烷和甲醇的液體混合物流過催化劑床層；所述催化劑床層包括第一催化劑床層和第二催化劑床層，以液體混合物的流動方向為基準，所述第一催化劑床層位于所述第二催化劑床層的上游；所述第一催化劑床層裝填有鈦硅分子篩；所述第二催化劑床層裝填有鈦硅鋁分子篩。本發明的方法能夠獲得較高的環氧丙烷轉化率和丙二醇單甲醚選擇性。

技術領域

本發明屬于丙二醇單甲醚生產領域，具體地，涉及一種鈦硅鋁分子篩在醇解環氧丙烷中的應用，特別是一種制備丙二醇單甲醚的方法。

背景技術

丙二醇醚，特別是丙二醇單甲醚(又稱丙二醇甲醚)，由于其化學結構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，可溶解憎水類化合物；后者屬親水性質，可溶解水溶性物質，因此，丙二醇醚是性能優良的通用性溶劑，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速度及粘度調節劑，還可用于化學中間體、剎車液配方中作為粘度調節劑。由于丙二醇甲醚可與水以任何比例混溶，故可應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。

生產丙二醇醚的方法基本采用環氧丙烷為原料與醇類物質化合得到，但該方法存在反應溫度高(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雜，合成丙二醇醚的反應條件苛刻，溫度要控制在零度左右，既耗能又不易實現，同時工藝繁雜，且產品選擇性低，無法在實際生產中應用。

直接采用分子篩催化的環氧丙烷醇解制備丙二醇單甲醚是一項環境友好且原子經濟性高的工藝過程，在學術研究和應用上均有重大意義，經調研，鮮有專門利用鈦硅鋁分子篩作催化劑醇解環氧丙烷制備丙二醇單甲醚方面的研究報道。

發明內容

本發明的目的是克服現有的制備丙二醇單甲醚的方法通常需要在苛刻的條件下進行的不足，提供一種制備丙二醇單甲醚的方法。

本發明的發明人在研究過程中意外地發現，在醇解環氧丙烷制備丙二醇單甲醚的過程中，如果在反應體系中引入部分鈦硅鋁分子篩作為催化劑，能夠在相對溫和的條件下顯著提高環氧丙烷的轉化率和丙二醇單甲醚的選擇性。在此基礎上完成了本發明。

本發明提供了一種制備丙二醇單甲醚的方法，該方法包括：在醇解反應條件下，使含有環氧丙烷和甲醇的液體混合物流過催化劑床層；所述催化劑床層包括第一催化劑床層和第二催化劑床層，以液體混合物的流動方向為基準，所述第一催化劑床層位于所述第二催化劑床層的上游；其中，所述第一催化劑床層裝填有鈦硅分子篩；所述第二催化劑床層裝填有鈦硅鋁分子篩。

通過配合鈦硅分子篩和鈦硅鋁分子篩作為催化劑，即使在溫和的條件(如不使用酸)下，本發明的方法也能夠獲得較高的環氧丙烷轉化率和丙二醇單甲醚選擇性。另外，本發明的方法中，催化劑易于回收利用，整個過程環境友好，簡單易控制，且無特殊設備要求，利于工業化生產和應用。

特別地，本發明的發明人發現，將卸出劑處理成特定結晶度之后再與其它原料一起熱處理而獲得的鈦硅鋁催化劑用于本發明的反應中能夠進一步提高環氧丙烷轉化率和丙二醇單甲醚選擇性。

本發明的其它特征和優點將在隨后的具體實施方式部分予以詳細說明。