[發明專利]一種以鈦硅分子篩為催化劑制備乙二醇單醚的方法

有效

• 申請號: 202011386480.1
• 申請日: 2020-12-01
• 公開（公告）號: CN112479832B
• 公開（公告）日: 2022-11-01
• 發明（設計）人: 王志鋼;孫紅影;王賢彬;王炳春;李進
• 申請（專利權）人: 中觸媒新材料股份有限公司;中海亞環保材料有限公司
• 主分類號: C07C41/09
• 分類號: C07C41/09;C07C43/13;B01J29/89
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 劉坤

本發明公開了一種以鈦硅分子篩為催化劑制備乙二醇單醚的方法。該方法是以乙二醇和低碳脂肪醇為原料，以鈦硅分子篩為催化劑，催化劑鈦硅分子篩經氯丙烯處理后催化反應，得到產品乙二醇單醚。本發明提供的制備方法工藝簡單，催化劑可再生使用，乙二醇轉化率和乙二醇單醚選擇性高。

技術領域

本發明涉及催化反應領域，尤其涉及一種以鈦硅分子篩為催化劑制備乙二醇單醚的方法。

背景技術

乙二醇單醚系列產品是一種通用性的綠色溶劑。由于其結構中含有醚鍵、羥基和不同的烷基，既可以溶解有機物分子、合成聚合物和天然高分子，又具備一定水溶性，因此被廣泛用于工業溶劑、防凍液、表面活性劑、印刷線路板粘結劑、護膚品添加劑等，其中，乙二醇單甲醚被用作溶解醋酸纖維、防潮玻璃紙、氣體純化等，能夠改進染料的滲透性及勻染性；乙二醇單乙繼主要用做油脂、硝化纖維、涂料的溶劑、紡織品染色助劑、金屬和玻璃清洗劑等；乙二醇單丁醚在水基涂料和油漆稀釋劑中廣泛應用。

乙二醇醚還可用于潔凈燃料，主要包括：①含氧燃料：乙二醇醚作為含氧燃料包含在柴油機燃料中，可大大改善廢氣排放，尤其能大幅度減少碳煙顆粒,降低PM2.5的排放。②降凝劑：乙二醇醚冷凝點普遍低于-60℃，在燃油中添加可以降低凝固點，因此是軍用噴氣式飛機燃料用的良好防凍劑。③改善十六烷值：乙二醇二甲醚的十六烷值高達98，在燃油中添加乙二醇醚可以改善十六烷值。

目前，乙二醇醚類化合物典型的合成路線包括Williamson合成法、環氧乙烷開環醚化法、乙烯加成法等。其中，工業上規模生產的方法主要是Williamson合成法，但該法產生大量的氯化鈉或硫酸鈉，污染嚴重，后處理困難，成為目前工業生產的瓶頸。

環氧乙烷開環醚化法是以環氧乙烷和低碳脂肪醇為原料合成乙二醇醚，中國專利CN101190876B公布了一種由環氧乙烷與低碳脂肪醇反應制備乙二醇醚的方法，乙二醇轉化率大于99％，乙二醇單謎選擇性大于82％。乙烯加成法是以乙烯、雙氧水和醇為原料合成乙醇醚，乙烯加成法實質上是環氧乙烷開環醚化法的擴展。

中國專利CN100554231C以吐溫80、異丙醇鋁和司苯80改性鈦硅分子篩催化乙烯、雙氧水、正丁醇一步反應制得乙二醇單丁醚，過氧化氫利用率80％左右，乙二醇單丁醚可達100％。上述開發的工藝路線本質上都是基于乙烯為原始底物、環氧乙烷為中間體的石化路線，在石油儲量日益緊張的今天，迫切需要開發非石油基原料制備乙二醇醚對石化過程進行補充。目前，“煤制乙二醇”和“纖維素制乙二醇”技術方案的相繼開發，實現了乙二醇的非石油來源。因此，以乙二醇為原料制備乙二醇醚將是一種非石化過程的新合成方法。

中國專利CN 107107042 A公開了一種以金屬氧化物改性沸石分子篩催化低碳醇與乙二醇或乙二醇單醚合成乙二醇醚的方法，但是乙二醇轉化率較低。

中國專利CN104250206B公開了一種乙二醇醚的制備方法。以乙二醇為原料，低碳脂肪醇為醚化試劑和反應溶劑，以酸為催化劑，但是單醚選擇性低。

中國專利CN102452908B公開了一種由乙烯制取乙二醇單醚的方法，在鈦硅分子篩復合催化劑存在下，乙烯、雙氧水、低碳醇直接進行環氧化、開環醚化一步反應制得乙二醇醚，催化劑由鈦硅分子篩、酸性分子篩和樹脂組成。

發明內容

基于此，本發明的目的是提供一種高轉化率、高選擇性制備乙二醇單醚的方法。

本發明所述乙二醇單醚的制備方法方法是利用鈦硅分子篩為催化劑制備乙二醇單醚，所采用的原料為乙二醇和低碳脂肪醇，催化劑經氯丙烯處理后對原料進行催化反應得到產品乙二醇單醚，具體步驟如下：

(1)將顆粒大小20-40目的鈦硅分子篩催化劑裝填至反應管中間位置，控制催化劑床層溫度為30～60℃，氯丙烯相對于鈦硅分子篩的質量空速為3-8h^-1，對催化劑進行處理，處理時間24～48h；