專利名稱：制備乙二醇甲醚的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及制備乙二醇甲醚的方法。
制備乙二醇烷基醚的方法是，在催化劑存在及增加溫度和壓力條件下，用環(huán)氧乙烷進(jìn)行乙醇乙氧基化反應(yīng)。該方法也可以在沒有催化劑的條件下進(jìn)行，只要所使用的溫度和壓力分別是有催化劑條件下的約2倍和10倍。反應(yīng)的高熱效應(yīng)使得制備方法和設(shè)備選擇需要特殊的條件。一般來說，該方法是在一個(gè)罐狀反應(yīng)器中以半連續(xù)方式進(jìn)行的，先加入帶有催化劑的給定量的乙醇，然后以適于保持反應(yīng)介質(zhì)溫度在所要求范圍內(nèi)的速率加入環(huán)氧乙烷。環(huán)氧乙烷全部加入后，所述溫度必須保持一段時(shí)間，以降低在反應(yīng)產(chǎn)物中環(huán)氧乙烷的濃度。
在波蘭專利129218和143710中描述了上述方法。其缺點(diǎn)是反應(yīng)步驟多，消耗勞動(dòng)力，并且生成的產(chǎn)品具有中度的成分重復(fù)性。按照德國專利2940252，該方法在管狀反應(yīng)器中，在90℃和0.1MPa的條件下，以連續(xù)方式進(jìn)行，乙醇/環(huán)氧乙烷的摩爾比為10∶1。在實(shí)施例所述的解決方案中，反應(yīng)器管子的直徑是10mm，原料的流量是200cm3/hr，固體催化劑的用量是10cm3。按照德國專利2406293，該方法在裝有蒙脫石的管狀反應(yīng)器(L＝1.5m，D＝12mm)中進(jìn)行。向反應(yīng)器中以1.6dm3/hr的流量加入乙醇/環(huán)氧乙烷摩爾比為11∶1的混合物。反應(yīng)混合物以9.6dm3/hr的速率通過催化床循環(huán)，并使得到的產(chǎn)物流過另一個(gè)具有相同參數(shù)的反應(yīng)器。
在比利時(shí)專利824445中地描述了使用管狀反應(yīng)器制備乙二醇烷基醚的連續(xù)方法。乙氧基化過程只在一個(gè)管狀反應(yīng)器中進(jìn)行的缺點(diǎn)是，需要使用大大過量的乙醇，如上例所述，過量為10倍和11倍，這就需要消耗大量能量來從后面的反應(yīng)混合物中回收產(chǎn)品。
在日本專利申請(qǐng)J7-7003923中描述了用蒸餾柱從烯化氧和醇生產(chǎn)乙二醇單烷基醚的方法。
為了獲得分子中含有1至4個(gè)碳原子的醇醚，在制備過程中，蒸餾柱底部裝有單乙二醇單烷基醚(分子中含在1至4個(gè)碳原子)或二乙二醇烷基醚(分子中含有1至4個(gè)碳原子)。然后，將醚在蒸餾柱的再沸器中加熱。當(dāng)從柱頂加入環(huán)氧乙烷時(shí)，預(yù)加熱的醚同其進(jìn)行逆流反應(yīng)。
以連續(xù)方式從柱底收集反應(yīng)產(chǎn)物。按照專利DD159262，以連續(xù)的方式使醇聚乙氧基化，將反應(yīng)混合物通過噴嘴送入帶有盤管的反應(yīng)器中。在加入反應(yīng)器之前，所有原料在20-130℃和1.5-4.0MPa下進(jìn)行預(yù)混合。
德國專利DT2917085描述了在磺化碳氟聚合物存在下，用環(huán)氧乙烷乙氧基化羥基化合物的方法。乙氧基化反應(yīng)可以在管狀反應(yīng)器中進(jìn)行。
在催化劑存在下，通過甲醇與環(huán)氧乙烷的乙氧基化反應(yīng)制備乙二醇甲醚的方法是，在增加溫度的條件下甲醇或甲醇、單乙二醇甲醚和二乙二醇甲醚的混合物進(jìn)行乙氧基化反應(yīng)，其中醇的含量是5-15%(重量)，且單乙二醇甲醚和二乙二醇甲醚的質(zhì)量比是1∶2至1∶4。該方法在70-110℃的溫度范圍內(nèi)、催化劑存在下、以連續(xù)方式在由一個(gè)罐狀反應(yīng)器和一個(gè)管狀反應(yīng)器組成的系統(tǒng)中進(jìn)行。在罐狀反應(yīng)器中反應(yīng)混合物停留時(shí)間是15-180分鐘;在管狀反應(yīng)器中反應(yīng)混合物的停留時(shí)間是30-120分鐘。反應(yīng)器系統(tǒng)的壓力是0.2-0.5MPa，原料加入到罐狀反應(yīng)器中。
反應(yīng)器系統(tǒng)中的罐狀反應(yīng)器，可以是一個(gè)裝有混合器和收集反應(yīng)熱盤管的罐，或是一個(gè)裝有外換熱器的罐，反應(yīng)混合物通過該換熱器循環(huán)。管狀反應(yīng)器包括一個(gè)或一束管子，并帶有夾套。在80-150℃的溫度下，溫度穩(wěn)定劑(最好是水)在夾套中循環(huán)。
按照本發(fā)明制備乙二醇甲醚的方法具有以下優(yōu)點(diǎn)產(chǎn)物組成穩(wěn)定;通過進(jìn)料流量變化來快速容易地控制所述組成;環(huán)氧乙烷的轉(zhuǎn)化率很好，接近100%;每單位反應(yīng)器體積的產(chǎn)物產(chǎn)量高。本發(fā)明的方法中沒有產(chǎn)生與乙醇乙氧基化反應(yīng)有關(guān)的大量熱量收集問題，這是由于60%以上的環(huán)氧乙烷在相對(duì)大體積的罐狀反應(yīng)器中轉(zhuǎn)化，剩余的氧化物在具有良好熱交換的管狀反應(yīng)器中反應(yīng)，不會(huì)引起反應(yīng)介質(zhì)溫度任何不期望的升高。所以，乙醇/環(huán)氧乙烷的質(zhì)量比可以保持在1∶1-20∶1的范圍內(nèi)。
所使用的反應(yīng)器系統(tǒng)包括一個(gè)具有標(biāo)稱容積2.5m3的罐狀反應(yīng)器，裝有冷卻盤管(8m2)、夾套(4m2)和一個(gè)汽輪式混合器，以及一個(gè)帶有冷卻夾套的管狀反應(yīng)器(該反應(yīng)器總?cè)莘e為1.2m3)。
乙醇中的催化劑(三乙胺)濃度是0.6%(重量)。
表1中給出了合成乙二醇甲醚的五個(gè)實(shí)施例的參數(shù)。表2表示所獲得產(chǎn)物的組成。
表1甲醇乙氧基化反應(yīng)的參數(shù)
權(quán)利要求
在催化劑存在下，在增加溫度的條件下，通過甲醇與環(huán)氧乙烷的乙氧基化反應(yīng)制備乙二醇甲醚的方法，包括甲醇或甲醇、單乙二醇甲醚和二乙二醇甲醚的混合物以連續(xù)的方式，在70-110℃，在催化劑存在下被乙氧基化，其中乙醇含量是5-15%(重量)，單乙醇甲醚和二乙二醇甲醚的質(zhì)量比是1∶2-1∶4，使用由一個(gè)罐狀反應(yīng)器和一個(gè)管狀反應(yīng)器組成的反應(yīng)系統(tǒng)，混合物在罐狀反應(yīng)器中的停留時(shí)間是15-180分鐘，在管狀反應(yīng)器中的停留時(shí)間是30-120分鐘，反應(yīng)器系統(tǒng)的壓力是0.2-0.5MPa，原料加到罐狀反應(yīng)器中。
全文摘要
通過甲醇與環(huán)氧乙烷的乙氧基化反應(yīng)制備乙二醇甲醚的方法，包括甲醇或甲醇、單乙二醇甲醚和二乙二醇甲醚的混合物以連續(xù)的方式，在70—110℃，在催化劑存在下被乙氧基化。使用由一個(gè)罐狀反應(yīng)器和一個(gè)管狀反應(yīng)器組成的反應(yīng)系統(tǒng)，混合物在罐狀反應(yīng)器中的停留時(shí)間是15—180分鐘，在管狀反應(yīng)器中的停留時(shí)間是30—120分鐘，反應(yīng)器系統(tǒng)的壓力是0.2—0.5MPa，原料加到罐狀反應(yīng)器中。
文檔編號(hào)C07C43/13GK1081177SQ9210884
公開日1994年1月26日 申請(qǐng)日期1992年7月6日 優(yōu)先權(quán)日1992年7月6日
發(fā)明者W·卓克薩, A·庫派克, M·澤瓦迪基, A·克洛古萊基, J·庫齊塔, M·斯坦耶茲克, F·默拉, G·貝克茲, J·塞里朱基, H·波括科, J·沃斯路斯基 申請(qǐng)人:布蘭科尼爾有機(jī)合成研究院