CN103435480A

CN103435480A - 一种丙二醇甲醚醋酸酯的生产方法

Info

Publication number: CN103435480A
Application number: CN2013104158109A
Authority: CN
Inventors: 吴义彪; 陈忠平; 吴增才; 许飞; 李冬春; 潘学林
Original assignee: JIANGSU HUALUN CHEMICAL INDUSTRY Co Ltd
Current assignee: JIANGSU HUALUN CHEMICAL INDUSTRY Co Ltd
Priority date: 2013-09-13
Filing date: 2013-09-13
Publication date: 2013-12-11

Abstract

一种丙二醇甲醚醋酸酯的生产方法，涉及化学合成工艺，采用负载型催化剂，以丙二醇甲醚和醋酸为原料进行酯化反应，反应生成的水经过共沸精馏脱除，反应生成的产物经过精馏后取得丙二醇甲醚醋酸酯。本发明催化剂具有均一的分子大小的孔道，离子交换性能，酸催化活性，有良好的热稳定性和水热稳定性。本发明可实现一段式连续化生产丙二醇甲醚醋酸酯，操作方式简单，显著提高了丙二醇甲醚醋酸酯的生产效率，降低其生产成本，且能减少固体污染物和废水排放，反应产物无需大量碱进行中和，催化剂使用寿命长。本发明具有极佳的规模化工业应用价值。

Description

一种丙二醇甲醚醋酸酯的生产方法

技术领域

本发明涉及化学合成工艺，特别是丙二醇甲醚醋酸酯的化学合成生产技术领域。

背景技术

丙二醇甲醚醋酸酯（PMA）是一类重要的工业溶剂，是性能优良的低毒高级工业溶剂，该溶剂分子结构独特，同一分子中既有非极性基团又有极性基团，故而它对极性和非极性物质均有较好的溶解能力。目前已大量地被应用于高档涂料、油墨各种聚合物的溶剂，包括氨基甲基酸酯、乙烯基、聚酯、纤维素醋酸酯、醇酸树脂、丙烯酸树脂、环氧树脂及硝化纤维素等。

中国专利2008100216301公开了以丙二醇甲醚和醋酸为原料的一种连续式酯化反应制备丙二醇甲醚醋酸酯的方法，但其生产中采用网状结构的复合增强型苯乙烯磺酸类的强酸性离子交换树脂作为催化剂，需要分两段进行酯化反应，对于实际生产存在以下缺陷：双固定床与单固定床相比，催化剂用量大，成本高；设备投入高，维护和操作费用高。

发明内容

本发明目的是提出能克服以上采用两段进行酯化反应所带来一系列问题的一段式丙二醇甲醚醋酸酯的生产方法。

本发明采用负载型催化剂，以丙二醇甲醚和醋酸为原料进行酯化反应，反应生成的水经过共沸精馏脱除，反应生成的产物经过精馏后取得丙二醇甲醚醋酸酯。其中，负载型催化剂的载体为γ-氧化铝、ZSM-5型分子筛、Y型分子筛、硅藻土、氧化锆、二氧化钛或Mg/Al水滑石中的任意一种，负载物为对甲苯磺酸、磷钨酸、磷钼酸、硫酸或硝酸中任意的一种。

本发明催化剂具有均一的分子大小的孔道，离子交换性能，酸催化活性，有良好的热稳定性和水热稳定性。且活性高，寿命长，产品选择性和收率高，副产物少，原料空速高。

本发明可实现一段式连续化生产丙二醇甲醚醋酸酯，操作方式简单，显著提高了丙二醇甲醚醋酸酯的生产效率，降低其生产成本，且能减少固体污染物和废水排放，反应产物无需大量碱进行中和，催化剂使用寿命长。本发明具有极佳的规模化工业应用价值。

本发明所述负载型催化剂中负载物占催化剂总质量的0.1～30%。负载量低时，催化剂活性低；负载量高时催化剂成本增加。所以要选择一个合适的负载量。

所述酯化反应的温度条件为100～110℃。温度低时，反应速度低，产物的收率低；温度高时，催化剂易失活、结块、产品中重组分含量变高。

所述丙二醇甲醚和醋酸的投料摩尔比为1～1.5:1。投料比低时，可以节约物料，反应速度较快，但是反应物的收率低；投料比比高时，能耗增加。

为了保证物料到达固定床反应器时，温度能最快达到所需的反应温度。先将丙二醇甲醚和醋酸预热至100℃后与催化剂混合。

具体实施方式

一、制备负载型催化剂：

以γ-氧化铝、ZSM-5型分子筛、Y型分子筛、硅藻土、氧化锆、二氧化钛、Mg/Al水滑石中的任意一种为载体，将对甲苯磺酸、磷钨酸、磷钼酸、硫酸、硝酸中的任意一种负载在其上，形成负载型催化剂。

将控制负载物占负载型催化剂总质量的0.1～30%。

二、生产PMA：

在固定床反应器中，以1～1.5:1的摩尔比将丙二醇甲醚和醋酸进行混合，并预热至100℃，然后以40L/h的流量连续通入制备的负载型催化剂，将反应体系升温至100～110℃进行酯化反应，反应的空速为4h^-1，待反应结束后将产物放入脱水塔进行脱水。

脱水是在共沸剂苯的存在下，于64～67℃形成共沸物，经过冷凝分层，上层的有机相返回脱水塔，下层的水相去水处理。同时，脱水塔塔釜物料进入脱轻。

脱轻时塔顶轻组分回流返回固定床反应器中继续进行酯化反应。脱轻的塔釜物料进入精馏塔精馏，在塔顶精馏出纯度为99.5%以上的产品——丙二醇甲醚醋酸酯（PMA）。

下表为酯化反应温度为105℃的不同丙二醇甲醚和醋酸投料比的原料、酯化生成的PMA（精馏前）的汇总表：

比例	醋酸	丙二醇甲醚	丙二醇甲醚醋酸酯
				1:1	8.30%	19.10%	55.70%
1.2:1	7.20%	30.80%	61.10%
				1.5:1	5.10%	41.20%	47.80%

下表为，以1.2:1的投料摩尔比将丙二醇甲醚醋酸和进行混合，在不同的温度条件下进行酯化反应后取得的PMA（精馏前）的汇总表：

温度(℃)	醋酸	丙二醇甲醚	丙二醇甲醚醋酸酯
				100	11.10%	28.90%	55.90%
105	7.20%	30.80%	61.10%
				110	6.90%	25.10%	60.80%

总结：本发明以负载型催化剂作为酯化反应的催化剂，可实现一段法连接生产丙二醇甲醚醋酸酯（PMA）。

Claims

1.一种丙二醇甲醚醋酸酯的生产方法，在催化剂存在的条件下，将丙二醇甲醚和醋酸进行酯化反应，反应生成的水经过共沸精馏脱除，反应生成的产物经过精馏后取得丙二醇甲醚醋酸酯；其特征在于所述催化剂为负载型催化剂，负载型催化剂的载体为γ-氧化铝、ZSM-5型分子筛、Y型分子筛、硅藻土、氧化锆、二氧化钛或Mg/Al水滑石中的任意一种，负载物为对甲苯磺酸、磷钨酸、磷钼酸、硫酸或硝酸中任意的一种。

2.根据权利要求1所述丙二醇甲醚醋酸酯的生产方法，其特征在于所述负载型催化剂中负载物占催化剂总质量的0.1～30%。

3.根据权利要求1或2所述丙二醇甲醚醋酸酯的生产方法，其特征在于所述酯化反应的温度条件为100～110℃。

4.根据权利要求1或2所述丙二醇甲醚醋酸酯的生产方法，其特征在于所述丙二醇甲醚和醋酸的投料摩尔比为1～1.5:1。

5.根据权利要求1所述丙二醇甲醚醋酸酯的生产方法，其特征在于先将丙二醇甲醚和醋酸预热至100℃后再与催化剂混合。