CN109054012B - 一种聚乙二醇的合成工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种聚乙二醇的合成工艺，涉及化学品合成技术领域，解决了现有工艺合成的聚乙二醇中含有钾盐和钠盐杂质的技术问题。其包括以下步骤：向反应釜中加入乙二醇或二乙二醇，氮气置换后抽真空，吸入催化剂三甲胺，升温至100‑160℃，加入环氧乙烷，环氧乙烷的摩尔量大于等于乙二醇或二乙二醇的摩尔量，反应1‑4小时，熟化1小时，降温至90‑100℃，脱气10min，抽入反应物总重量的1%的纯水，再抽真空脱水，降温至60‑80℃，出料得到聚乙二醇。本工艺生产的聚乙二醇中钾离子和钠离子的含量之和在5ppm以下，聚乙二醇中三甲胺的含量在10ppm以下，在下游使用时不会影响产品质量。
Description
技术领域
本发明涉及化学品合成技术领域，更具体地说，它涉及一种聚乙二醇的合成工艺。
背景技术
聚乙二醇具有良好的水溶性，并与许多有机物组份有良好的相溶性。它们具有优良的润滑性、保湿性、分散性、粘接剂、抗静电剂及柔软剂等，在化妆品、制药、化纤、橡胶、塑料、造纸、油漆、电镀、农药、金属加工及食品加工等行业中均有着极为广泛的应用。
现有技术中，聚乙二醇的合成工艺如下：采用乙二醇或二乙二醇与环氧乙烷反应，加入氢氧化钠或氢氧化钾作为催化剂，反应完毕后加入酸中和。
上述工艺在生产聚乙二醇时，产品内会含有约0.1％的催化剂形成的盐，即钾盐或钠盐，在下游使用时会影响产品质量，因此，需要提出一种新的工艺降低聚乙二醇中的杂质含量。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种聚乙二醇的合成工艺，通过采用三甲胺作为催化剂，使环氧乙烷开环和乙二醇/二乙二醇反应，解决上述问题，其具有降低杂质含量、提高产品品质的优点。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
一种聚乙二醇的合成工艺，包括以下步骤：向反应釜中加入乙二醇或二乙二醇，氮气置换后抽真空，吸入催化剂三甲胺，升温至100-160℃，加入环氧乙烷，环氧乙烷的摩尔量大于等于乙二醇或二乙二醇的摩尔量，反应1-4小时，熟化1小时，降温至90-100℃，脱气10min，抽入反应物总重量的1％的纯水，再抽真空脱水，降温至60-80℃，出料得到聚乙二醇。
通过采用上述技术方案，三甲胺常温下为无色气体，溶于水、乙醇、乙醚，采用三甲胺作为催化剂，使环氧乙烷开环和乙二醇或二乙二醇反应，得到聚乙二醇，反应完毕后加入纯水，使得三甲胺溶于纯水中，抽真空脱水从而除去三甲胺，反应过程中不会生成催化剂盐，降低产品的杂质含量、提高产品品质。其中，熟化的含义是指保温静置，使反应物在一定时间内反应完全。
进一步优选为，所述乙二醇或二乙二醇的与环氧乙烷的摩尔比为1：(1-100)。
通过采用上述技术方案，根据客户需求，可以合成不同分子量的聚乙二醇。
进一步优选为，所述三甲胺的加入量为0.0005-0.1mol。
通过采用上述技术方案，三甲胺的加入量太少，难以使环氧乙烷完全反应；三甲胺的加入量太多，去除三甲胺时较为困难，会导致三甲胺残留超标，因此，三甲胺的加入量优选为0.0005-0.1mol。
进一步优选为，所述氮气置换后抽真空至-0.095MPa以下。
通过采用上述技术方案，在真空环境下，降低空气中其他成分的干扰，减少杂质。
进一步优选为，所述抽真空脱水后控制pH小于8。
通过采用上述技术方案，由于三甲胺溶于水后呈碱性，通过控制pH方便来控制三甲胺的残留量。
进一步优选为，所述抽真空脱水至产品含水量在0.1％以下。
通过采用上述技术方案，由于三甲胺溶解在水中，当产品含水量在0.1％以下时，三甲胺的含量在10ppm以下。
进一步优选为，所述聚乙二醇中钾离子和钠离子的含量之和在5ppm以下。
通过采用上述技术方案，控制产品中钾离子和钠离子的含量，避免下游使用时影响产品质量。
进一步优选为，所述聚乙二醇中三甲胺的含量在10ppm以下。
通过采用上述技术方案，控制产品中三甲胺的含量，避免下游使用时影响产品质量。
综上所述，与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本申请采用三甲胺作为催化剂，使环氧乙烷开环和乙二醇或二乙二醇反应，得到聚乙二醇，反应完毕后加入纯水，再抽真空脱水从而除去三甲胺，反应过程中不会生成催化剂盐，降低产品的杂质含量、提高产品品质；
(2)本申请通过控制催化剂加入量以及pH等参数，使得聚乙二醇中钾离子和钠离子的含量之和在5ppm以下，聚乙二醇中三甲胺的含量在10ppm以下。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明进行详细描述。
实施例1：一种聚乙二醇的合成工艺，包括以下步骤：向反应釜中加入1mol乙二醇，氮气置换后抽真空至-0.095MPa以下，吸入0.0005mol催化剂三甲胺，升温至100℃，加入1mol环氧乙烷，反应3小时，熟化1小时，降温至90℃，脱气10min，抽入反应物总重量的1％的纯水，再抽真空脱水至产品含水量在0.1％以下，控制pH小于8，降温至60℃，出料得到聚乙二醇。
实施例2：一种聚乙二醇的合成工艺，与实施例1的不同之处在于，包括以下步骤：向反应釜中加入1mol二乙二醇，氮气置换后抽真空至-0.095MPa以下，吸入0.0005mol催化剂三甲胺，升温至100℃，加入1mol环氧乙烷，反应3小时，熟化1小时，降温至90℃，脱气10min，抽入反应物总重量的1％的纯水，再抽真空脱水至产品含水量在0.1％以下，控制pH小于8，降温至60℃，出料得到聚乙二醇。
实施例3：一种聚乙二醇的合成工艺，与实施例1的不同之处在于，包括以下步骤：向反应釜中加入1mol乙二醇，氮气置换后抽真空至-0.095MPa以下，吸入0.0005mol催化剂三甲胺，升温至130℃，加入1mol环氧乙烷，反应2小时，熟化1小时，降温至90℃，脱气10min，抽入反应物总重量的1％的纯水，再抽真空脱水至产品含水量在0.1％以下，控制pH小于8，降温至65℃，出料得到聚乙二醇。
实施例4：一种聚乙二醇的合成工艺，与实施例1的不同之处在于，包括以下步骤：向反应釜中加入1mol乙二醇，氮气置换后抽真空至-0.095MPa以下，吸入0.0005mol催化剂三甲胺，升温至160℃，加入1mol环氧乙烷，反应1小时，熟化1小时，降温至90℃，脱气10min，抽入反应物总重量的1％的纯水，再抽真空脱水至产品含水量在0.1％以下，控制pH小于8，降温至65℃，出料得到聚乙二醇。
实施例5：一种聚乙二醇的合成工艺，与实施例1的不同之处在于，包括以下步骤：向反应釜中加入1mol乙二醇，氮气置换后抽真空至-0.095MPa以下，吸入0.02mol催化剂三甲胺，升温至130℃，加入40mol环氧乙烷，反应3小时，熟化1小时，降温至95℃，脱气10min，抽入反应物总重量的1％的纯水，再抽真空脱水至产品含水量在0.1％以下，控制pH小于8，降温至70℃，出料得到聚乙二醇。
实施例6：一种聚乙二醇的合成工艺，与实施例1的不同之处在于，包括以下步骤：向反应釜中加入1mol乙二醇，氮气置换后抽真空至-0.095MPa以下，吸入0.05mol催化剂三甲胺，升温至130℃，加入80mol环氧乙烷，反应4小时，熟化1小时，降温至100℃，脱气10min，抽入反应物总重量的1％的纯水，再抽真空脱水至产品含水量在0.1％以下，控制pH小于8，降温至75℃，出料得到聚乙二醇。
实施例7：一种聚乙二醇的合成工艺，与实施例1的不同之处在于，包括以下步骤：向反应釜中加入1mol乙二醇，氮气置换后抽真空至-0.095MPa以下，吸入0.1mol催化剂三甲胺，升温至130℃，加入100mol环氧乙烷，反应4小时，熟化1小时，降温至100℃，脱气10min，抽入反应物总重量的1％的纯水，再抽真空脱水至产品含水量在0.1％以下，控制pH小于8，降温至80℃，出料得到聚乙二醇。
实施例8：一种聚乙二醇的合成工艺，与实施例1的不同之处在于，向反应釜中加入1mol二乙二醇，氮气置换后抽真空至-0.095MPa以下，吸入0.03mol催化剂三甲胺，升温至140℃，加入30mol环氧乙烷，反应3小时，熟化1小时，降温至95℃，脱气10min，抽入反应物总重量的1％的纯水，再抽真空脱水至产品含水量在0.1％以下，控制pH小于8，降温至70℃，出料得到聚乙二醇。
实施例9：一种聚乙二醇的合成工艺，与实施例1的不同之处在于，向反应釜中加入1mol二乙二醇，氮气置换后抽真空至-0.095MPa以下，吸入0.06mol催化剂三甲胺，升温至160℃，加入60mol环氧乙烷，反应3小时，熟化1小时，降温至100℃，脱气10min，抽入反应物总重量的1％的纯水，再抽真空脱水至产品含水量在0.1％以下，控制pH小于8，降温至75℃，出料得到聚乙二醇。
实施例10：一种聚乙二醇的合成工艺，与实施例1的不同之处在于，向反应釜中加入1mol二乙二醇，氮气置换后抽真空至-0.095MPa以下，吸入0.1mol催化剂三甲胺，升温至160℃，加入100mol环氧乙烷，反应4小时，熟化1小时，降温至100℃，脱气10min，抽入反应物总重量的1％的纯水，再抽真空脱水至产品含水量在0.1％以下，控制pH小于8，降温至80℃，出料得到聚乙二醇。
对比例1：一种聚乙二醇的合成工艺，采用乙二醇与环氧乙烷反应，采用现有技术中的氢氧化钠或氢氧化钾作为催化剂，反应完毕后加入酸中和，得到聚乙二醇。
试验方法：取实施例1-10和对比例1中得到的聚乙二醇作为样品，检测其钾离子和钠离子的含量之和、三甲胺的含量。
试验结果：实施例1-10和对比例1的检测结果如表1所示。由表1可知，实施例1-10得到的聚乙二醇中钾离子和钠离子的含量之和在5ppm以下，聚乙二醇中三甲胺的含量在10ppm以下，而对比例1得到的聚乙二醇中钾离子和钠离子的含量之和高达600ppm，本实施例中的ppm的单位是指mg/kg。说明本申请采用三甲胺作为催化剂，使环氧乙烷开环和乙二醇或二乙二醇反应，得到聚乙二醇，反应完毕后加入纯水，再抽真空脱水从而除去三甲胺，反应过程中不会生成催化剂盐，降低产品的杂质含量、提高产品品质。
表1实施例1-10和对比例1的检测结果
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种聚乙二醇的合成工艺，其特征在于，包括以下步骤：
向反应釜中加入乙二醇或二乙二醇，氮气置换后抽真空，吸入催化剂三甲胺，升温至130-160℃，加入环氧乙烷，环氧乙烷的摩尔量大于等于乙二醇或二乙二醇的摩尔量，反应1-4小时，熟化1小时，降温至90-100℃，脱气10min，抽入反应物总重量的1%的纯水，再抽真空脱水，降温至60-80℃，出料得到聚乙二醇；所述乙二醇或二乙二醇的与环氧乙烷的摩尔比为1：（1-100）；所述三甲胺的加入量为0.0005-0.1mol。
2.根据权利要求1所述的聚乙二醇的合成工艺，其特征在于，所述氮气置换后抽真空至-0.095MPa以下。
3.根据权利要求1所述的聚乙二醇的合成工艺，其特征在于，所述抽真空脱水后控制pH小于8。
4.根据权利要求1所述的聚乙二醇的合成工艺，其特征在于，所述抽真空脱水至产品含水量在0.1%以下。
5.根据权利要求1所述的聚乙二醇的合成工艺，其特征在于，所述聚乙二醇中钾离子和钠离子的含量之和在5ppm以下。
6.根据权利要求1所述的聚乙二醇的合成工艺，其特征在于，所述聚乙二醇中三甲胺的含量在10ppm以下。
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