CN1081177A - 制备乙二醇甲醚的方法 - Google Patents
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Abstract
通过甲醇与环氧乙烷的乙氧基化反应制备乙二
醇甲醚的方法，包括甲醇或甲醇、单乙二醇甲醚和二
乙二醇甲醚的混合物以连续的方式，在70—110℃，
在催化剂存在下被乙氧基化。使用由一个罐状反应
器和一个管状反应器组成的反应系统，混合物在罐状
反应器中的停留时间是15—180分钟，在管状反应
器中的停留时间是30—120分钟，反应器系统的压
力是0.2—0.5MPa，原料加到罐状反应器中。
Description
本发明涉及制备乙二醇甲醚的方法。
制备乙二醇烷基醚的方法是，在催化剂存在及增加温度和压力条件下，用环氧乙烷进行乙醇乙氧基化反应。该方法也可以在没有催化剂的条件下进行，只要所使用的温度和压力分别是有催化剂条件下的约2倍和10倍。反应的高热效应使得制备方法和设备选择需要特殊的条件。一般来说，该方法是在一个罐状反应器中以半连续方式进行的，先加入带有催化剂的给定量的乙醇，然后以适于保持反应介质温度在所要求范围内的速率加入环氧乙烷。环氧乙烷全部加入后，所述温度必须保持一段时间，以降低在反应产物中环氧乙烷的浓度。
在波兰专利129218和143710中描述了上述方法。其缺点是：反应步骤多，消耗劳动力，并且生成的产品具有中度的成分重复性。按照德国专利2940252，该方法在管状反应器中，在90℃和0.1MPa的条件下，以连续方式进行，乙醇/环氧乙烷的摩尔比为10∶1。在实施例所述的解决方案中，反应器管子的直径是10mm，原料的流量是200cm3/hr，固体催化剂的用量是10cm3。按照德国专利2406293，该方法在装有蒙脱石的管状反应器（L＝1.5m，D＝12mm）中进行。向反应器中以1.6dm3/hr的流量加入乙醇/环氧乙烷摩尔比为11∶1的混合物。反应混合物以9.6dm3/hr的速率通过催化床循环，并使得到的产物流过另一个具有相同参数的反应器。
在比利时专利824445中地描述了使用管状反应器制备乙二醇烷基醚的连续方法。乙氧基化过程只在一个管状反应器中进行的缺点是，需要使用大大过量的乙醇，如上例所述，过量为10倍和11倍，这就需要消耗大量能量来从后面的反应混合物中回收产品。
在日本专利申请J7-7003923中描述了用蒸馏柱从烯化氧和醇生产乙二醇单烷基醚的方法。
为了获得分子中含有1至4个碳原子的醇醚，在制备过程中，蒸馏柱底部装有单乙二醇单烷基醚（分子中含在1至4个碳原子）或二乙二醇烷基醚（分子中含有1至4个碳原子）。然后，将醚在蒸馏柱的再沸器中加热。当从柱顶加入环氧乙烷时，预加热的醚同其进行逆流反应。
以连续方式从柱底收集反应产物。按照专利DD159262，以连续的方式使醇聚乙氧基化，将反应混合物通过喷嘴送入带有盘管的反应器中。在加入反应器之前，所有原料在20-130℃和1.5-4.0MPa下进行预混合。
德国专利DT2917085描述了在磺化碳氟聚合物存在下，用环氧乙烷乙氧基化羟基化合物的方法。乙氧基化反应可以在管状反应器中进行。
在催化剂存在下，通过甲醇与环氧乙烷的乙氧基化反应制备乙二醇甲醚的方法是，在增加温度的条件下甲醇或甲醇、单乙二醇甲醚和二乙二醇甲醚的混合物进行乙氧基化反应，其中醇的含量是5-15%（重量），且单乙二醇甲醚和二乙二醇甲醚的质量比是1∶2至1∶4。该方法在70-110℃的温度范围内、催化剂存在下、以连续方式在由一个罐状反应器和一个管状反应器组成的系统中进行。在罐状反应器中反应混合物停留时间是15-180分钟;在管状反应器中反应混合物的停留时间是30-120分钟。反应器系统的压力是0.2-0.5MPa，原料加入到罐状反应器中。
反应器系统中的罐状反应器，可以是一个装有混合器和收集反应热盘管的罐，或是一个装有外换热器的罐，反应混合物通过该换热器循环。管状反应器包括一个或一束管子，并带有夹套。在80-150℃的温度下，温度稳定剂（最好是水）在夹套中循环。
按照本发明制备乙二醇甲醚的方法具有以下优点：产物组成稳定;通过进料流量变化来快速容易地控制所述组成;环氧乙烷的转化率很好，接近100%;每单位反应器体积的产物产量高。本发明的方法中没有产生与乙醇乙氧基化反应有关的大量热量收集问题，这是由于60%以上的环氧乙烷在相对大体积的罐状反应器中转化，剩余的氧化物在具有良好热交换的管状反应器中反应，不会引起反应介质温度任何不期望的升高。所以，乙醇/环氧乙烷的质量比可以保持在1∶1-20∶1的范围内。
所使用的反应器系统包括一个具有标称容积2.5m3的罐状反应器，装有冷却盘管（8m2）、夹套（4m2）和一个汽轮式混合器，以及一个带有冷却夹套的管状反应器（该反应器总容积为1.2m3）。
乙醇中的催化剂（三乙胺）浓度是0.6%（重量）。
表1中给出了合成乙二醇甲醚的五个实施例的参数。表2表示所获得产物的组成。
表1 甲醇乙氧基化反应的参数
表2 甲醇乙氧基化产物组成
| 组成 | 实施例 | ||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | |
| 环氧乙烷水甲醇单乙二醇甲醚二乙二醇甲醚三乙二醇甲醚高乙二醇醚组成未明的产物 | 0.050.1215.934.231.311.96.10.4 | 0.120.046.519.255.614.33.80.5 | 0.090.023.215.951.620.18.60.5 | 0.100.010.9212.645.024.516.30.6 | 0.140.023.215.851.519.98.90.5 |
Claims (1)
- 在催化剂存在下，在增加温度的条件下，通过甲醇与环氧乙烷的乙氧基化反应制备乙二醇甲醚的方法，包括甲醇或甲醇、单乙二醇甲醚和二乙二醇甲醚的混合物以连续的方式，在70-110℃，在催化剂存在下被乙氧基化，其中乙醇含量是5-15%(重量)，单乙醇甲醚和二乙二醇甲醚的质量比是1∶2-1∶4，使用由一个罐状反应器和一个管状反应器组成的反应系统，混合物在罐状反应器中的停留时间是15-180分钟，在管状反应器中的停留时间是30-120分钟，反应器系统的压力是0.2-0.5MPa，原料加到罐状反应器中。
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|---|---|---|---|---|
| CN101284904B (zh) * | 2008-06-06 | 2011-04-13 | 王加国 | 高效节能无蒸汽型乙氧基化反应装置 |
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