專利名稱：一種生產(chǎn)聚乙二醇單甲醚的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于化工產(chǎn)品制造技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種生產(chǎn)聚乙二醇單甲醚的方法。
背景技術(shù)：
聚乙二醇單甲醚具有良好的水溶性、潤(rùn)濕性、潤(rùn)滑性、生理惰性、對(duì)人體無(wú)刺激、性溫和，在化妝品和制藥工業(yè)中應(yīng)用廣泛。不同分子質(zhì)量級(jí)分的聚乙二醇單甲醚能夠用來(lái)改變制品的粘度、吸濕性和組織結(jié)構(gòu)。相對(duì)分子量低的聚乙二醇單甲醚(分子量小于2000)適于作潤(rùn)濕劑和稠度調(diào)節(jié)劑，用于膏霜、乳液、牙膏和剔須膏等。相對(duì)分子量高的聚乙二醇單甲醚適用于唇膏、除臭棒、香皂、剔須皂、粉底和美容化妝品等。在清洗劑中，聚乙二醇單甲醚也用做懸浮劑和增稠劑。在制藥工業(yè)中，聚乙二醇單甲醚可用作油膏、乳劑、軟膏、洗劑和檢劑的基質(zhì)。聚乙二醇單甲醚通過(guò)甲醇和環(huán)氧乙烷反應(yīng)后獲得，在聚乙二醇單甲醚的制備過(guò)程中，環(huán)氧乙烷容易與反應(yīng)器中的水生成副產(chǎn)物聚乙二醇，而在現(xiàn)有的聚乙二醇單甲醚的制備過(guò)程中，為了避免該副產(chǎn)物的產(chǎn)生和減少環(huán)氧乙烷的消耗，需要使用大量的無(wú)水甲醇或乙醇來(lái)對(duì)反應(yīng)器進(jìn)行清洗以除去反應(yīng)器中的水分，造成生產(chǎn)成本升高。此外，在現(xiàn)有的方式中，環(huán)氧乙烷的加入速率較慢，反應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)，使得聚乙二醇單甲醚的合成過(guò)程相對(duì)漫長(zhǎng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)缺陷，提供一種生產(chǎn)聚乙二醇單甲醚的方法。本發(fā)明的技術(shù)方案如下:一種生產(chǎn)聚乙二醇單甲醚的方法，其特征在于:包括如下步驟:(I)水洗反應(yīng)器后， 向反應(yīng)器內(nèi)充氮?dú)饧訅涸俪檎婵眨詫⑵渲械乃秩コ蓛舨⒔档头磻?yīng)器內(nèi)的氧含量；(2)向反應(yīng)器內(nèi)充氮?dú)饧訅?，將甲醇和作為催化劑的甲醇鈉甲醇溶液加入到反應(yīng)器內(nèi)，并升溫；(3)將環(huán)氧乙烷以80(Tl200kg/h的速率加入反應(yīng)器中進(jìn)行預(yù)反應(yīng)；(4)當(dāng)反應(yīng)器內(nèi)的甲醇與環(huán)氧乙烷完全反應(yīng)后，將環(huán)氧乙烷以800(Tl2000kg/h的速率加入反應(yīng)器中進(jìn)行反應(yīng)；(5)反應(yīng)完成后，將反應(yīng)產(chǎn)物降壓冷卻并調(diào)節(jié)pH值至5 7，再輸送至罐區(qū)。在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，所述步驟(I)具體為:用水清洗反應(yīng)器后，向反應(yīng)器內(nèi)充氮?dú)饧訅涸俪檎婵罩?0.95Γ-0.950kg/cm2.g，以將其中的水分去除干凈并降低反應(yīng)器內(nèi)的氧含量。在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，所述步驟(2)具體為:向反應(yīng)器內(nèi)充氮?dú)饧訅哼_(dá)到-0.75kg/cm2.g，在溫度低于80°C時(shí)將甲醇加入反應(yīng)器內(nèi)，再將作為催化劑的含30wt%甲醇鈉的甲醇溶液加入到反應(yīng)器內(nèi)，并升溫至9(Γ100 ，上述催化劑的加入量使得甲醇鈉在總的反應(yīng)產(chǎn)物中的含量小于140ppm。
在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，所述步驟(3)具體為:將環(huán)氧乙烷以80(Tl200kg/h的速率加入反應(yīng)器中進(jìn)行預(yù)反應(yīng)，預(yù)反應(yīng)溫度為11(T120°C，反應(yīng)壓力小于6kg/cm2.g0在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，所述步驟(4)具體為:當(dāng)反應(yīng)器內(nèi)的甲醇與環(huán)氧乙烷完全反應(yīng)后，再將環(huán)氧乙烷以800(Tl2000kg/h的速率加入反應(yīng)器中進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)溫度為165 180°C，反應(yīng)壓力小于5kg/cm2.g。在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，所述步驟(5 )具體為:反應(yīng)完成后，將反應(yīng)產(chǎn)物降壓冷卻至110°C，并調(diào)節(jié)pH值至5 7，再冷卻至80°C后輸送至罐區(qū)。

本發(fā)明的有益效果是:1、反應(yīng)器在加入甲醇之前先用氮?dú)庵脫Q，可將反應(yīng)器中的水分去除，防止環(huán)氧乙烷與水發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生副產(chǎn)物聚乙二醇，抽真空的過(guò)程還可以同時(shí)去除反應(yīng)器內(nèi)殘余的氧，使產(chǎn)品的純度較高；2、向反應(yīng)器內(nèi)充氮?dú)饧訅汉笤賹⒓状技尤?，防止甲醇加入后過(guò)量氣化及分壓過(guò)大；3、本發(fā)明中催化劑的用量得到控制，保證了產(chǎn)品中的鈉含量滿足產(chǎn)品要求；4、反應(yīng)開(kāi)始以較低的速度加入環(huán)氧乙烷，可防止甲醇?xì)饣头磻?yīng)器壓力過(guò)大，使反應(yīng)在安全的條件下進(jìn)行；當(dāng)甲醇完全反應(yīng)后環(huán)氧乙烷的加入速率提高，可以提高反應(yīng)的速率，縮短反應(yīng)合成的時(shí)間，增加裝置的產(chǎn)量；5、反應(yīng)過(guò)程中溫度分階段控制，可使整個(gè)裝置的安全性提高。


圖1為本發(fā)明的的方法所使用的反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式以下通過(guò)具體實(shí)施方式
將結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行進(jìn)一步的說(shuō)明和描述。如圖1所示，為本發(fā)明的生產(chǎn)聚乙二醇單甲醚的方法中所使用的反應(yīng)裝置，包括:一反應(yīng)器I ;一主循環(huán)換熱器3，包括一第一進(jìn)料口 31和一第一出料口 32 ；一主循環(huán)泵2 ；一副循環(huán)換熱器5，包括一第二進(jìn)料口 51和一第二出料口 52 ；和一副循環(huán)泵4，其啟動(dòng)量小于上述主循環(huán)泵2 ；所述反應(yīng)器I包括一本體100、一主循環(huán)進(jìn)料口 101、一主循環(huán)出料口 102、一副循環(huán)進(jìn)料口 103、一副循環(huán)出料口 104、一抽真空管道105、一放空管道106、一氮?dú)廨斎牍艿?07、一甲醇進(jìn)料口 108和一環(huán)氧乙烷進(jìn)料口 109;所述主循環(huán)出料口 102和副循環(huán)出料口104均設(shè)于所述反應(yīng)器I的本體100的底部；所述抽真空管道105、放空管道106和氮?dú)廨斎牍艿?07、主循環(huán)出料口 102和副循環(huán)出料口 104上均設(shè)有一自動(dòng)閥門(mén)6 ；該反應(yīng)器I的主循環(huán)出料口 102通過(guò)主循環(huán)泵2與主循環(huán)換熱器3的第一進(jìn)料口31相連通，主循環(huán)換熱器3的第一出料口 32與反應(yīng)器I的主循環(huán)進(jìn)料口 101相連通；該反應(yīng)器I的副循環(huán)出料口 104通過(guò)副循環(huán)泵4與副循環(huán)換熱器5的第二進(jìn)料口 51相連通，副循環(huán)換熱器5的第二出料口 52與反應(yīng)器I的副循環(huán)進(jìn)料口 103相連通。一催化劑輸入管道7設(shè)于所述反應(yīng)器I的副循環(huán)出料口 104與副循環(huán)泵4之間的管道上，一中和劑輸入管道8設(shè)于所述反應(yīng)器I的主循環(huán)出料口 102與主循環(huán)泵2之間的管道上，一產(chǎn)品輸出管道9設(shè)于所述主循環(huán)泵2與主循環(huán)換熱器3的第一進(jìn)料口 31之間的管道上，該催化劑輸入管道7、中和劑輸入管道8和產(chǎn)品輸出管道9上均設(shè)有一自動(dòng)閥門(mén)6。本反應(yīng)器在本發(fā)明的方法中的工作過(guò)程如下:物料流動(dòng)方向如圖1中箭頭所示，(I)通過(guò)反應(yīng)器I的鏈初始劑進(jìn)料口 108加入甲醇，以達(dá)到副循環(huán)泵4的啟動(dòng)量，進(jìn)而啟動(dòng)副循環(huán)泵4并開(kāi)啟攪拌裝置，通過(guò)催化劑輸入管道7加入30%wt甲醇鈉的甲醇溶液以反映得到初始產(chǎn)物，以80(Tl200kg/h通過(guò)環(huán)氧乙烷進(jìn)料口 109加入環(huán)氧乙烷得到中間產(chǎn)物，當(dāng)反應(yīng)產(chǎn)生的中間的產(chǎn)物量達(dá)到主循環(huán)泵2的啟動(dòng)量時(shí),啟動(dòng)主循環(huán)泵2 ；(2)將環(huán)氧乙烷的加入量提升到800(Tl2000kg/h直至反應(yīng)結(jié)束，得到最終產(chǎn)物；(3)在上述主循環(huán)泵2和副循環(huán)泵4運(yùn)行期間，抽取樣品檢測(cè)合格后，即可通過(guò)產(chǎn)品輸出管道9將最終產(chǎn)品輸送至產(chǎn)品罐。實(shí)施例1聚乙二醇400單甲醚(MPEG400)的制備:(1)水洗反應(yīng)器，氮?dú)饧訅旱?kg/cm2g,排空到壓力為L(zhǎng) lkg/cm2g,再抽真空至-0.952kg/cm2g， 執(zhí)行f 3次，以將其中的水分去除干凈并降低反應(yīng)器內(nèi)的氧含量。(2)向反應(yīng)器內(nèi)充氮?dú)饧訅哼_(dá)到-0.75kg/cm2.g，在溫度低于80°C時(shí)將1260kg甲醇加入反應(yīng)器內(nèi)，再將5kg作為催化劑的含30wt%甲醇鈉的甲醇溶液加入到反應(yīng)器內(nèi)，并升溫至 9(Tl00°C ；(3)將1964kg環(huán)氧乙烷以800kg/h的速率加入反應(yīng)器中與循環(huán)催化后的甲醇進(jìn)行預(yù)反應(yīng)，通過(guò)外部循環(huán)加熱器控制預(yù)反應(yīng)溫度為11(T120°C，反應(yīng)壓力小于6kg/cm2.g ；(4)當(dāng)反應(yīng)器內(nèi)的甲醇與環(huán)氧乙烷完全反應(yīng)后，再將11776kg的環(huán)氧乙烷以8000kg/h的速率加入反應(yīng)器中進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)溫度為165 180°C，反應(yīng)壓力小于5kg/cm2.g ;(5)環(huán)氧乙烷加完后，反應(yīng)器循環(huán)回路繼續(xù)循環(huán)2(Γ30分鐘，至反應(yīng)器壓力降低至lkg/cm2g 以下；(6)反應(yīng)產(chǎn)物冷卻至110°C時(shí)用醋酸調(diào)節(jié)pH值至5 7，再冷卻至80°C時(shí)輸送至罐區(qū)。經(jīng)檢測(cè)，制得的聚乙二醇400單甲醚(MPEG400)產(chǎn)品中，聚乙二醇的含量低于0.5wt%,甲醇鈉的含量小于140ppm。實(shí)施例2聚乙二醇400單甲醚(MPEG1000)的制備:(I)水洗反應(yīng)器，氮?dú)饧訅旱?kg/cm2g,排空到壓力為1.lkg/cm2g,再抽真空至-0.952kg/cm2g，執(zhí)行f 3次，以將其中的水分去除干凈并降低反應(yīng)器內(nèi)的氧含量。(2)向反應(yīng)器內(nèi)充氮?dú)饧訅哼_(dá)到-0.75kg/cm2.g，在溫度低于80°C時(shí)將539kg甲醇加入反應(yīng)器內(nèi)，再將5kg作為催化劑的含30wt%甲醇鈉的甲醇溶液加入到反應(yīng)器內(nèi)，并升溫至 9(Tl00°C ；
(3 )將774kg環(huán)氧乙烷以1000kg/h的速率加入反應(yīng)器中與循環(huán)催化后的甲醇進(jìn)行預(yù)反應(yīng)，通過(guò)外部循環(huán)加熱器控制預(yù)反應(yīng)溫度為11(T120°C，反應(yīng)壓力小于6kg/cm2.g ；(4)當(dāng)反應(yīng)器內(nèi)的甲醇與環(huán)氧乙烷完全反應(yīng)后，再將13687kg的環(huán)氧乙烷以10000kg/h的速率加入反應(yīng)器中進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)溫度為165 180°C，反應(yīng)壓力小于5kg/cm2.g ;(5)環(huán)氧乙烷加完后，反應(yīng)器循環(huán)回路繼續(xù)循環(huán)2(Γ30分鐘，至反應(yīng)器壓力降低至lkg/cm2g 以下；(6)反應(yīng)產(chǎn)物冷卻至110°C時(shí)用醋酸調(diào)節(jié)pH值至5 7，再冷卻至80°C時(shí)輸送至罐區(qū)。經(jīng) 檢測(cè)，制得的聚乙二醇1000單甲醚(MPEG1000)產(chǎn)品中，聚乙二醇的含量低于0.5wt%,甲醇鈉的含量小于140ppm。實(shí)施例3聚乙二醇2000單甲醚(MPEG2000)的制備:聚乙二醇2000單甲醚(MPEG2000)的生產(chǎn)分為兩個(gè)步驟:第一步，由甲醇生產(chǎn)聚乙二醇350單甲醚(MPEG350):(I)水洗反應(yīng)器，氮?dú)饧訅旱?kg/cm2g,排空到壓力為1.lkg/cm2g,再抽真空至-0.952kg/cm2g，執(zhí)行f 3次，以將其中的水分去除干凈并降低反應(yīng)器內(nèi)的氧含量。(2)向反應(yīng)器內(nèi)充氮?dú)饧訅哼_(dá)到-0.75kg/cm2.g，在溫度低于80°C時(shí)將1432kg甲醇加入反應(yīng)器內(nèi)，再將5kg作為催化劑的含30wt%甲醇鈉的甲醇溶液加入到反應(yīng)器內(nèi)，并升溫至 9(Tl00°C ；(3)將2248kg環(huán)氧乙烷以1200kg/h的速率加入反應(yīng)器中與循環(huán)催化后的甲醇進(jìn)行預(yù)反應(yīng)，通過(guò)外部循環(huán)加熱器控制預(yù)反應(yīng)溫度為11(T120°C，反應(yīng)壓力小于6kg/cm2.g ；(4)當(dāng)反應(yīng)器內(nèi)的甲醇與環(huán)氧乙烷完全反應(yīng)后，再將11320kg的環(huán)氧乙烷以12000kg/h的速率加入反應(yīng)器中進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)溫度為165 180°C，反應(yīng)壓力小于5kg/cm2.g ;(5)環(huán)氧乙烷加完后，反應(yīng)器循環(huán)回路繼續(xù)循環(huán)2(Γ30分鐘，至反應(yīng)器壓力降低至lkg/cm2g 以下；(6)反應(yīng)產(chǎn)物冷卻至110°C時(shí)用醋酸調(diào)節(jié)pH值至5 7，再冷卻至80°C時(shí)輸送出反應(yīng)器；第二步，由聚乙二醇350單甲醚(MPEG350)生產(chǎn)聚乙二醇2000單甲醚(MPEG2000):(I)向初始?jí)毫?0.5kg/cm2g的反應(yīng)器中加入第一步中制得的聚乙二醇350單甲醚(MPEG350) 2625kg以及30wt%甲醇鈉的甲醇溶液4.1kg反應(yīng)，將反應(yīng)器中的催化產(chǎn)物升溫到150。。;(2)向反應(yīng)器中加入環(huán)氧乙烷(以500kg為限)，使其壓力達(dá)到2kg/cm2g，環(huán)氧乙烷與聚乙二醇350單甲醚(MPEG350)進(jìn)行預(yù)反應(yīng)，待反應(yīng)器內(nèi)的壓力降低到1.5kg/cm2g后，進(jìn)行下一步驟；(3)繼續(xù)向主反應(yīng)器中加入環(huán)氧乙烷12375kg，與循環(huán)催化后的聚乙二醇350單甲醚(MPEG350)進(jìn)行反應(yīng)，通過(guò)外部循環(huán)冷卻器將主反應(yīng)器內(nèi)的物料溫度控制在165 180°C，壓力控制在2 5kg/cm2g ；(4)反應(yīng)產(chǎn)物冷卻至110°C時(shí)用醋酸調(diào)節(jié)pH值至5 7，再冷卻至80°C時(shí)輸送出反應(yīng)器；經(jīng)檢測(cè)，制得的聚乙二醇2000單甲醚(MPEG2000)產(chǎn)品中，聚乙二醇的含量低于
0.5wt%,甲醇鈉的含量小于140ppm。以上所述，僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，故不能依此限定本發(fā)明實(shí)施的范圍，SP依本發(fā)明專利范圍及說(shuō)明書(shū)內(nèi)容所 作的等效變化與修飾，皆應(yīng)仍屬本發(fā)明涵蓋的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種生產(chǎn)聚乙二醇單甲醚的方法，其特征在于:包括如下步驟: (1)水洗反應(yīng)器后，向反應(yīng)器內(nèi)充氮?dú)饧訅涸俪檎婵眨詫⑵渲械乃秩コ蓛舨⒔档头磻?yīng)器內(nèi)的氧含量； (2)向反應(yīng)器內(nèi)充氮?dú)饧訅海瑢⒓状己妥鳛榇呋瘎┑募状尖c甲醇溶液加入到反應(yīng)器內(nèi)，并升溫； (3)將環(huán)氧乙烷以80(Tl200kg/h的速率加入反應(yīng)器中進(jìn)行預(yù)反應(yīng)； (4)當(dāng)反應(yīng)器內(nèi)的甲醇與環(huán)氧乙烷完全反應(yīng)后，將環(huán)氧乙烷以800(Tl2000kg/h的速率加入反應(yīng)器中進(jìn)行反應(yīng)； (5)反應(yīng)完成后，將反應(yīng)產(chǎn)物降壓冷卻并調(diào)節(jié)pH值至5 7，再輸送至罐區(qū)。
2.如權(quán)利要求1所述的一種生產(chǎn)聚乙二醇單甲醚的方法，其特征在于:所述步驟(I)具體為:用水清洗反應(yīng)器后，向反應(yīng)器內(nèi)充氮?dú)饧訅涸俪檎婵罩?0.95Γ-0.950kg/cm2.g，以將其中的水分去除干凈并降低反應(yīng)器內(nèi)的氧含量。
3.如權(quán)利要求2所述的一種生產(chǎn)聚乙二醇單甲醚的方法，其特征在于:所述步驟(2)具體為:向反應(yīng)器內(nèi)充氮?dú)饧訅哼_(dá)到-0.75kg/cm2.g，在溫度低于80°C時(shí)將甲醇加入反應(yīng)器內(nèi)，再將作為催化劑的含30wt%甲醇鈉的甲醇溶液加入到反應(yīng)器內(nèi)，并升溫至9(T10(TC，上述催化劑的加入量使得甲醇鈉在總的反應(yīng)產(chǎn)物中的含量小于140ppm。
4.如權(quán)利要求3所述的一種生產(chǎn)聚乙二醇單甲醚的方法，其特征在于:所述步驟(3)具體為:將環(huán)氧乙烷以80(Tl200kg/h的速率加入反應(yīng)器中進(jìn)行預(yù)反應(yīng)，預(yù)反應(yīng)溫度為11(T120°C，反應(yīng)壓力小于 6kg/cm2.g。
5.如權(quán)利要求4所述的一種生產(chǎn)聚乙二醇單甲醚的方法，其特征在于:所述步驟(4)具體為:當(dāng)反應(yīng)器內(nèi)的甲醇與環(huán)氧乙烷完全反應(yīng)后，再將環(huán)氧乙烷以800(Tl2000kg/h的速率加入反應(yīng)器中進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)溫度為165 180°C，反應(yīng)壓力小于5kg/cm2.g。
6.如權(quán)利要求5所述的一種生產(chǎn)聚乙二醇單甲醚的方法，其特征在于:所述步驟(5)具體為:反應(yīng)完成后，將反應(yīng)產(chǎn)物降壓冷卻至110°c，并調(diào)節(jié)pH值至5 7，再冷卻至80°C后輸送至罐區(qū)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種生產(chǎn)聚乙二醇單甲醚的方法。本發(fā)明包括如下步驟(1)水洗反應(yīng)器后，向反應(yīng)器內(nèi)充氮?dú)饧訅涸俪檎婵?，以將其中的水分去除干凈并降低反?yīng)器內(nèi)的氧含量；(2)向反應(yīng)器內(nèi)充氮?dú)饧訅?，將甲醇和作為催化劑的甲醇鈉甲醇溶液加入到反應(yīng)器內(nèi)，并升溫；(3)將環(huán)氧乙烷以800~1200kg/h的速率加入反應(yīng)器中進(jìn)行預(yù)反應(yīng)；(4)當(dāng)反應(yīng)器內(nèi)的甲醇與環(huán)氧乙烷完全反應(yīng)后，將環(huán)氧乙烷以8000~12000kg/h的速率加入反應(yīng)器中進(jìn)行反應(yīng)；(5)反應(yīng)完成后，將反應(yīng)產(chǎn)物降壓冷卻并調(diào)節(jié)pH值至5~7，再輸送至罐區(qū)。本發(fā)明的方法避免了聚乙二醇的產(chǎn)生，提高了產(chǎn)品的純度；本發(fā)明反應(yīng)合成時(shí)間短，產(chǎn)量高，且安全性好。
文檔編號(hào)C07C43/11GK103145973SQ20131003196
公開(kāi)日2013年6月12日 申請(qǐng)日期2013年1月28日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月28日
發(fā)明者蔡一銘, 李坤, 黃燕珍, 王小彬, 李克昌, 吳衛(wèi)明 申請(qǐng)人:廈門(mén)巨晟機(jī)械工程有限公司