CN114031764A

CN114031764A - 一种聚醚的纯化方法

Info

Publication number: CN114031764A
Application number: CN202111235832.8A
Authority: CN
Inventors: 张奇; 张新
Original assignee: Nanjing Qingyan New Material Research Institute Co ltd
Current assignee: Nanjing Qingyan New Material Research Institute Co ltd
Priority date: 2021-10-22
Filing date: 2021-10-22
Publication date: 2022-02-11

Abstract

本发明属于化工技术领域，具体涉及一种聚醚的纯化方法，包括以下步骤：将聚醚溶解于溶剂中得到聚醚溶液，将聚醚溶液加入水中进行水洗，分层，将有机相中溶剂蒸除回收，得到回收溶剂和纯化聚醚，回收溶剂用于下一循环聚醚的纯化；本发明解决了现有技术中有固废、水洗后的聚醚与水的分离难度大、聚醚损耗大的问题，也大大改善了乳化现象，本发明使用水洗的方法去除聚醚中的无机盐，具有生产效率高，不产生固废，聚醚损失低等优点；对于含盐量高的聚醚产品处理效果好，工艺更具优势，有效地降低生产成本及提高产品质量，采用的溶剂可回收重复利用，绿色环保；使得水洗法能够应用于聚醚纯化工艺中。

Description

一种聚醚的纯化方法

技术领域

本发明属于化工技术领域，具体涉及一种聚醚的纯化方法。

背景技术

聚醚的生产使用微量的催化剂以及做封端聚醚时使用KOH、NaOH、或甲醇钠、甲醇钾等将聚醚端基转化为醇钠或醇钾再与卤代烃反应通过威廉森反应进行封端。这些化学过程都向聚醚产品中引入了金属离子杂质。聚醚作为产品使用，必须将金属离子杂质降低到一定水平。传统的工艺方法包括吸附、过滤等手段，由于钾钠离子在聚醚中有一定溶解度，且成盐颗粒极微细，非常难以过滤。所以普遍采用硅酸铝、硅酸镁、活性白土等材料进行吸附，然后再进行过滤。这个工艺虽然成熟可靠，但有两个缺少，一是产生大量固废，二是吸附剂吸附一定量的聚醚，造成产品损失。

石油化工行业，普遍使用水洗的方法进行油品中无机盐的脱除。根据油水不相溶及油水的密度差以及无机盐在水中良好的溶解性，是非常高效的工艺方法。但由于聚醚与水有一定相溶性，且密度差不是特别大，易乳化，所以水洗后的聚醚与水的分离有非常大的难度。

发明内容

为解决上述问题，本发明公开了一种聚醚的纯化方法，采用水洗的方式去除聚醚中的无机盐，具有效率高，聚醚损失少，综合成本低等优点。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种聚醚的纯化方法，包括以下步骤：将聚醚溶解于溶剂中得到聚醚溶液，将聚醚溶液加入水中进行水洗，分层，将有机相中溶剂蒸除回收，得到回收溶剂和纯化聚醚，回收溶剂用于下一循环聚醚的纯化；

其中，所述聚醚为采用环氧乙烷或环氧丙烷或环氧乙烷和环氧丙烷嵌段聚合的产物；所述溶剂为与水不相溶与聚醚相容的有机溶剂；所述溶剂与水的密度差>0.03g/mL，优选地，所述溶剂与水的密度差>0.05g/mL，所述溶剂的沸点＜150℃。

进一步地，所述水与聚醚溶液的体积比为10:1~0.5:1。

进一步地，所述聚醚与溶剂的体积比为1:1~1:1.5，所述聚醚溶液的粘度≤10Pa·s。

进一步地，所述溶剂为C1-C8的直链烷烃、C1-C8的环烷烃、卤代烃、芳烃、酮中的一种或多种。

进一步地，所述溶剂为戊烷、己烷、庚烷、辛烷、环戊烷、环己烷、二氯甲烷、氯仿、苯、甲苯、二甲苯、丙酮、丁酮、丙戊酮、环己酮中的一种或多种。

进一步地，所述水洗的操作步骤如下：将去离子水一次性加入聚醚溶液中，在80-100r/min转速下搅拌水洗；或者将聚醚溶液与去离子水以按流量比例1：0.5~10在混合器混合水洗，流量指注入的混合器的液体流量。

进一步地，所述水洗的温度≤150℃；如水洗温度大于溶剂沸点，整个工艺过程要采用密闭的压力容器。

进一步地，所述有机相中水的质量含量小于0.5%。

进一步地，所述分层完成后，进行包括以下的操作步骤：分层后，聚醚溶液和水的混合液分为有机乳化层和水相层，将有机乳化层破乳、脱除水，得到有机相，将有机相中的溶剂蒸除回收；优选地，蒸除方式为减压蒸除，优选地，蒸除装置为降膜蒸发器或刮膜蒸发器。

进一步地，所述破乳的方式为加入阳离子型破乳剂破乳、使用聚结分离器破乳、使用外加电场分离破乳中的一种或多种的组合。

所述的阳离型破乳剂为季铵盐，其对于该体系有非常好的破乳效果，但考虑到加入破乳剂可能带来的二次产品污染，该破乳剂的加入量不超过聚醚溶剂+水总质量的0.01%。

所述聚结分离器指一种装有聚结滤芯和分离滤芯的油水分离过滤器，当介质流经其内部需经过过滤、聚结、沉降、分离四个过程，从而实现脱掉介质中水份、碱液及溶于水的有机酸盐等。介质首先从内到外流经聚结滤芯，该滤芯具有特殊的过滤、聚结水份双重功效。聚结滤芯最内层的高精度过滤层，有效拦截介质中的颗粒杂质，尤其是拦截对稳定乳化状态明显的氧化铁、硫化铁等杂质，有利于后续破乳及聚结功能。经过过滤以后的介质随后进入聚结滤芯的破乳聚结层。破乳聚结层中的特殊材料对介质进行破乳，将介质中的微小的、游离的水聚结出来，并在其表面凝结为水珠。大水珠依靠自身重力沉降到集水槽，尺寸较小的水珠会随介质一起流向分离滤芯。分离滤芯具有良好的疏水性能，当介质从外向内流经分离滤芯时，只让介质通过，小水珠被完全有效地拦截在滤芯外面，而聚结成大水珠沉降，从而进一步分离掉水分。

所述电场分离，是指含有水的溶液经过高压直流或交流电场，若含有的微小水滴在电场的驱动下，相互聚结成大水滴，从而从体系中沉降下来，进而完成油水的分离。

上述水洗过程可进行多次，从而提高洗涤效果，可根据产品质量要求，设置合适的水洗数次。

与现有技术相比，本发明具有如下优点和有益效果：

本发明提供的一种聚醚的纯化方法，使用水洗的方法去除聚醚中的无机盐，具有生产效率高，不产生固废，聚醚损失低等优点；对于含盐量高的聚醚产品处理效果好，工艺更具优势，有效地降低生产成本及提高产品质量，采用的溶剂可回收重复利用，绿色环保；本发明解决了现有技术中有固废、水洗后的聚醚与水的分离难度大、聚醚损耗大的问题，也大大改善了乳化现象，使得水洗法能够应用于聚醚纯化工艺中。

具体实施方式

以下将结合具体实施例对本发明提供的技术方案进行详细说明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。

实施例1

50L不锈钢制耐压反应釜中加入500gKOH粉末，200g1,2-丙二醇同时加入28kg环氧丙烷。密闭搅拌，通过夹套加热和内盘管冷却，控制反应温度在45℃，反应24小时。产物为淡黄色粘稠透明聚醚液体。经凝胶液相色谱检测，数均分子量为3600，分散系数为1.6。粘度1200Pa·s，K离子质量浓度1.21%。

向该20L聚醚粗品中加入25L正已烷，充分搅拌溶解聚醚，粘度为5Pa·s。然后再加入40L去离子水。80r/min25℃下充分搅拌水洗1个小时，停止搅抖静置1小时后，分层，上层为有机乳化层，下层为水相层。分去下层水相；将上层有机乳化层用离心泵打入聚结分离器；分离出乳化层中的水；获得含水量0.1%的聚醚正己烷溶液；用旋转蒸发仪减压下蒸除正己烷和残余的水份后，获得略带黄色的透明聚醚产品。使用火焰光度计法测量产品中K离子含量为11ppm。

实施例2

向该20L聚醚粗品中加入30L正已烷，充分搅拌溶解聚醚，粘度为4Pa·s。然后再加入25L去离子水。90-100r/min25℃下充分搅拌水洗1个小时，停止搅抖静置1小时后，分层，上层为有机乳化层，下层为水相层。分去下层水相；将上层有机乳化层用离心泵打入聚结分离器；分离出乳化层中的水；获得含水量0.5%的聚醚正己烷溶液；用旋转蒸发仪减压下蒸除正己烷和残余的水份后，获得略带黄色的透明聚醚产品。使用火焰光度计法测量产品中K离子含量为19ppm。

实施例3

向该2L聚醚粗品中加入2L正已烷，充分搅拌溶解聚醚，粘度为5Pa·s。然后再加入40L去离子水。80-90r/min25℃下充分搅拌水洗1个小时，停止搅抖静置1小时后，分层，上层为有机乳化层，下层为水相层。分去下层水相；将上层有机乳化层用离心泵打入聚结分离器；分离出乳化层中的水；获得含水量0.03%的聚醚正己烷溶液；用旋转蒸发仪减压下蒸除正己烷和残余的水份后，获得略带黄色的透明聚醚产品。使用火焰光度计法测量产品中K离子含量为2ppm。

实施例4

采用与实施例1同样的方法，50L不锈钢制耐压反应釜中加入500gKOH粉末，200g1,2-丙二醇同时加入28kg环氧丙烷。密闭搅拌，通过夹套加热和内盘管冷却，控制反应温度在45℃，反应24小时。产物为淡黄色粘稠透明聚醚液体。经凝胶液相色谱检测，数均分子量为3600，分散系数为1.6。粘度1200 Pa·s，K离子质量浓度1.21%。

向20L该聚醚粗产品中加入30L正己烷，混合均匀降低粘度至3Pa·s。然后通过离心泵以5L/min的速度注入到电脱盐装置的静态混合器中，40L去离子水同时以4L/min的速度进入，在60℃下水洗。混合乳液进入电聚结装置，在电场的作用下，乳液中的水聚集成大水滴，与聚醚的正己烷分离。聚醚的正己烷溶液由电聚结分离器上口排出收集，水从下口排出。收集到的聚醚正己烷溶液含水量<0.1%，用旋转蒸发仪减压蒸除正己烷后，获得略带黄色的透明聚醚。使用火焰光度计法测量产品中K离子含量为15ppm。

实施例5

1L不锈钢制耐压反应釜中加入10gKOH粉末，4g1,2-丙二醇同时加入560g环氧丙烷。密闭搅拌，通过夹套加热和内盘管冷却，控制反应温度在45℃，反应24小时。产物为淡黄色粘稠透明聚醚液体。经凝胶液相色谱检测，数均分子量为3600，分散系数为1.6。粘度1200Pa·s，K离子质量浓度1.21%。

向200mL该聚醚粗产品中加入0.2L正己烷，混合均匀降低粘度至4Pa·s。再加入200mL去离水，加入3g水相阳离子型破乳剂（自制），在40℃下充分搅拌成均匀乳液。取30mL乳液，放入离心试管，放入高速离心机中，在10000转下20分钟离心破乳。离心结束后，离心试管中形成上下二层，上层为无色透明的聚醚正己烷溶液，下层为水层。聚上层清液测量K离子含量为5ppm，下层水相测量K离心含量为1.2%。

对比例1

0.5L不锈钢制耐压反应釜中加入10gKOH粉末，2g1,2-丙二醇同时加入280g环氧丙烷。密闭搅拌，通过夹套加热和内盘管冷却，控制反应温度在45℃，反应24小时。产物为290g淡黄色粘稠透明聚醚液体。经凝胶液相色谱检测，数均分子量为3800，分散系数为1.5,粘度为1500Pa·s，K离子质量浓度为2.39%。

向上述290mL聚醚粗产品中加入150mL正己烷，充分搅拌调稀后测量粘度为7Pa·s，该聚醚溶液加入300mL去离子水，在搅拌釜中80r/m充分搅拌水洗，静置10分钟，分去下层水，上层为有机乳化层，然后重复该过程5次；最后一次分去下层水相后。用旋转蒸发仪减压条件下加热抽出聚醚中残留的水份和有机溶剂；获得略带黄色的粘稠聚醚产品；使用火焰光度计法测量产品中K离子含量为40ppm。

对比例2

向200mL该聚醚粗产品中加入200mL正己烷，混合均匀降低粘度至4Pa·s。再加成200mL去离水，在40℃下充分搅拌成均匀乳液。取30g乳液，放入离心试管，放入高速离心机中，在10000转下20分钟离心破乳。离心结束后，离心试管中形成上中下三层，上层为无色透明的聚醚正己烷溶液，中层为乳化层，下层为水层。聚上层清液测量K离子含量为5ppm。乳化层测量K离子含量为200ppm，下层水相测量K离心含量为1.1%。

本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。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的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种聚醚的纯化方法，其特征在于，包括以下步骤：将聚醚溶解于溶剂中得到聚醚溶液，将水加入聚醚溶液中进行水洗，分层，将有机相中溶剂蒸除回收，得到回收溶剂和纯化聚醚，回收溶剂用于下一循环聚醚的纯化；

其中，所述聚醚为采用环氧乙烷或环氧丙烷或环氧乙烷和环氧丙烷嵌段聚合的产物；所述溶剂为与水不相溶与聚醚相容的有机溶剂；所述溶剂与水的密度差>0.03g/mL，所述溶剂的沸点＜150℃。

2.根据权利要求1所述的一种聚醚的纯化方法，其特征在于，所述水与聚醚溶液的体积比为10:1~0.5:1。

3.根据权利要求1所述的一种聚醚的纯化方法，其特征在于，所述聚醚与溶剂的体积比为1:1~1:1.5，所述聚醚溶液的粘度≤10Pa·s。

4.根据权利要求1所述的聚醚的纯化方法，其特征在于，所述溶剂为C1-C8的直链烷烃、C1-C8的环烷烃、卤代烃、芳烃、酮中的一种或多种。

5.根据权利要求4所述的一种聚醚的纯化方法，其特征在于，所述溶剂为戊烷、己烷、庚烷、辛烷、环戊烷、环己烷、二氯甲烷、氯仿、苯、甲苯、二甲苯、丙酮、丁酮、丙戊酮、环己酮中的一种或多种。

6.根据权利要求1所述的一种聚醚的纯化方法，其特征在于，所述水洗的操作步骤如下：将去离子水一次性加入聚醚溶液中，在80-100r/min转速下搅拌水洗；或者将聚醚溶液与去离子水以按流量比例1：0.5~10在混合器中混合水洗。

7.根据权利要求6所述的一种聚醚的纯化方法，其特征在于，所述水洗的温度≤150℃。

8.根据权利要求1所述的一种聚醚的纯化方法，其特征在于，所述有机相中的水的质量含量小于0.5%。

9.根据权利要求1-8任一项所述的一种聚醚的纯化方法，其特征在于，所述分层完成后，进行包括以下的操作步骤：分层后，聚醚溶液和水的混合液分为有机乳化层和水相层，将有机乳化层破乳、脱除水，得到有机相，将有机相中的溶剂蒸除回收。

10.根据权利要求9所述的一种聚醚的纯化方法，其特征在于，所述破乳的方式为加入阳离子型破乳剂破乳、使用聚结分离器破乳、使用外加电场分离破乳中的一种或多种的组合。