一種制備丙二醇單甲醚的方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種制備丙二醇單甲醚的方法。
【背景技術】
[0002] 丙二醇醚，特別是丙二醇單甲醚，由于其化學結(jié)構(gòu)上有兩個具有強溶解能力的基 團-醚鍵和羥基，前者屬憎水性質(zhì)，可溶解憎水類化合物；后者屬親水性質(zhì)，可溶解水溶 性物質(zhì)，因此，丙二醇醚是性能優(yōu)良的通用性溶劑，又稱萬能溶劑。丙二醇單甲醚有微弱的 醚味，但沒有強刺激性氣味，使其用途更加廣泛安全，可用于諸多領域。
[0003]例如，丙二醇單甲醚可用于苯丙乳液、丙烯酸乳液及其乳膠漆體系，其具有降低成 膜溫度、促進凝聚成膜，并保證涂膜具有良好狀態(tài)的特性。除了用于多種高檔涂料的溶劑之 夕卜，丙二醇單甲醚也用于印刷油墨中控制揮發(fā)速度及粘度調(diào)節(jié)劑，還可用于化學中間體、剎 車液配方中作為粘度調(diào)節(jié)劑。由于丙二醇甲醚可與水以任何比例混溶，故可應用于金屬清 洗劑配方中作為溶劑，或者用于汽車水箱防冰液中以降低冰點。除此之外，丙二醇單甲醚也 可用作有機合成的原料。
[0004] 生產(chǎn)丙二醇醚的方法基本采用環(huán)氧丙烷為原料與醇類物質(zhì)化合得到，但該方法存 在反應溫度高（100°c以上)、壓力大、催化劑活性低（60%-90%)和選擇性差（82%-90%)等問 題。CN101550069A中公開的一種丙二醇單甲醚的合成方法，采用離子液體為催化劑，但對原 料要求嚴格，如需要無水甲醇，成本高。
[0005]采用丙烯一步合成丙二醇醚也有研究報道，如USP6239315公開了含鈦、釩、鉻、錫 分子篩作環(huán)氧化劑與酸性樹酯或酸性分子篩等固體烷基化催化劑組合催化丙烯合成丙二 醇醚，但該方法使用的催化劑制備復雜，合成丙二醇醚的反應條件苛刻，溫度要控制在零度 左右，既耗能又不易實現(xiàn)，同時工藝繁雜，且產(chǎn)品選擇性低，無法在實際生產(chǎn)中應用。
[0006] CN1944365A中同樣公開了一種丙二醇醚的合成方法，是一種兩步反應的方法，先 由丙烯與雙氧水發(fā)生環(huán)氧化反應得到環(huán)氧丙烷，然后環(huán)氧丙烷再與醇類發(fā)生反應而得到丙 二醇醚，該方法所用的催化劑是鈦硅分子篩或鈦硅分子篩與堿類混合物，反應溫度和壓力 要求高，特別是第二個反應器，反應溫度甚至高達200°C以及壓力高達8. 5Mpa。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于提供一種環(huán)氧丙烷轉(zhuǎn)化率高、丙二醇單甲醚選擇性高的新的制 備丙二醇單甲醚的方法。
[0008]本發(fā)明的發(fā)明人在研究過程中意外地發(fā)現(xiàn)，在環(huán)氧丙烷醇解制備丙二醇單甲醚的 過程中，使用含有模板劑的鈦硅分子篩作為催化劑，能夠有效地提高環(huán)氧丙烷的轉(zhuǎn)化率和 丙二醇單甲醚的選擇性。在此基礎上完成了本發(fā)明。
[0009]本發(fā)明提供了一種制備丙二醇單甲醚的方法，該方法包括：在醇解反應條件下，將 環(huán)氧丙烷和甲醇與催化劑接觸，其中，所述催化劑為含有模板劑的鈦硅分子篩。
[0010] 在鈦硅分子篩的合成過程中，有機模板劑起到非常重要的作用，但是通常情況下， 使用前需要將模板劑從分子篩的主體孔道中除去(例如將合成得到的鈦硅分子篩進行焙 燒)，才能實現(xiàn)分子篩的催化或吸附性能。本發(fā)明的方法將含有模板劑的鈦硅分子篩用作由 環(huán)氧丙烷制備丙二醇單甲醚的催化劑，能夠獲得高的環(huán)氧丙烷轉(zhuǎn)化率和丙二醇單甲醚選擇 性。
[0011] 另外，本發(fā)明的方法簡便易行，只需通過如過濾的固液分離方法即可將分子篩與 含有丙二醇單甲醚的液相混合物分離。
[0012] 本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點將在隨后的【具體實施方式】部分予以詳細說明。
【具體實施方式】
[0013] 以下對本發(fā)明的【具體實施方式】進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的具體 實施方式僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。
[0014] 本發(fā)明提供了一種制備丙二醇單甲醚的方法，該方法包括：在醇解反應條件下，將 環(huán)氧丙烷和甲醇與催化劑接觸，其中，所述催化劑為含有模板劑的鈦硅分子篩。
[0015] 含有模板劑的鈦硅分子篩是指含有合成過程中殘留的模板劑的鈦硅分子篩，也就 是：鈦硅分子篩在合成之后沒有經(jīng)歷脫除模板劑的過程，或者即使鈦硅分子篩經(jīng)歷過脫除 模板劑的過程，但是模板劑并未全部被脫除。
[0016] 本發(fā)明對于含有模板劑的鈦硅分子篩中的模板劑的含量沒有特別限定，可以根據(jù) 鈦硅分子篩的種類以及具體的醇解反應條件進行選擇。一般地，所述鈦硅分子篩中，模板劑 的含量可以為0. 1-25重量％。優(yōu)選地，所述鈦硅分子篩中，模板劑的含量為1-20重量％，更 優(yōu)選為5-15重量％。所述模板劑的含量可以采用熱失重分析法測定，一般地，可以將熱失重 分析中在200-800°C之間的重量損失百分數(shù)作為模板劑的含量。
[0017] 所述模板劑可以為合成鈦硅分子篩的過程中通常使用的各種模板劑，例如：所述 模板劑可以為季銨堿、脂肪族胺和脂肪族醇胺中的一種或多種。所述季銨堿可以為各種有 機四級銨堿，所述脂肪族胺可以為各種NH3中的至少一個氫被脂肪族烴基(如烷基）取代后 形成的化合物，所述脂肪族醇胺可以為各種NH3中的至少一個氫被含羥基的脂肪族基團(如 烷基）取代后形成的化合物。
[0018] 具體地，所述堿性模板劑可以為選自通式I表示的季銨堿、通式II表示的脂肪族 胺和通式III表示的脂肪族醇胺中的一種或多種。
[0019]
【主權項】
1. 一種制備丙二醇單甲醚的方法，該方法包括：在醇解反應條件下，將環(huán)氧丙烷和甲 醇與催化劑接觸，其中，所述催化劑為含有模板劑的鈦硅分子篩。
2. 根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，所述鈦硅分子篩中，模板劑的含量為0. 1-25重 量％。
3. 根據(jù)權利要求1或2所述的方法，其中，所述模板劑為季銨堿、脂肪族胺和脂肪族醇 胺中的一種或多種。
4. 根據(jù)權利要求1或2所述的方法，其中，所述鈦硅分子篩選自具有MFI結(jié)構(gòu)的鈦硅分 子篩、具有MEL結(jié)構(gòu)的鈦硅分子篩、具有BEA結(jié)構(gòu)的鈦硅分子篩、具有MWW結(jié)構(gòu)的鈦硅分子 篩、具有MOR結(jié)構(gòu)的鈦硅分子篩、具有TUN結(jié)構(gòu)的鈦硅分子篩和具有二維六方結(jié)構(gòu)的鈦硅分 子篩。
5. 根據(jù)權利要求4所述的方法，其中，所述鈦硅分子篩為具有MFI結(jié)構(gòu)的空心鈦硅 分子篩，所述空心鈦硅分子篩的晶粒為空心結(jié)構(gòu)，該空心結(jié)構(gòu)的空腔部分的徑向長度為 5_300nm。
6. 根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，所述接觸在過氧化物的存在下進行，所述過氧化 物與環(huán)氧丙烷的摩爾比為〇. 0001-0. 1 :1。
7. 根據(jù)權利要求6所述的方法，其中，所述過氧化物為過氧化二異丙苯。
8. 根據(jù)權利要求1或6所述的方法，其中，所述接觸在溶劑的存在下進行，所述溶劑與 所述催化劑的重量比為〇. 1-1000 :1。
9. 根據(jù)權利要求8所述的方法，其中，所述溶劑選自C3-C8的酮、C1-C 3的羧酸和C2-C8的 腈。
10. 根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，環(huán)氧丙烷與甲醇的摩爾比為1 :〇. 1-10。
11. 根據(jù)權利要求1或10所述的方法，其中，所述醇解反應在溫度為10-160°C的條件 下進行。
12. 根據(jù)權利要求1或10所述的方法，其中，環(huán)氧丙烷與所述催化劑的重量比為 0. 1-100 :1，以表壓計，所述醇解反應在壓力為0-2MPa的條件下進行。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種制備丙二醇單甲醚的方法，該方法包括：在醇解反應條件下，將環(huán)氧丙烷和甲醇與催化劑接觸，其中，所述催化劑為含有模板劑的鈦硅分子篩。本發(fā)明的方法將含有模板劑的鈦硅分子篩用作由環(huán)氧丙烷制備丙二醇單甲醚的催化劑，能夠獲得高的環(huán)氧丙烷轉(zhuǎn)化率和丙二醇單甲醚選擇性。本發(fā)明的方法簡便易行，只需通過如過濾的固液分離方法即可將分子篩與含有丙二醇單甲醚的液相混合物分離。
【IPC分類】C07C41-03, C07C43-13
【公開號】CN104557479
【申請?zhí)枴緾N201310520923
【發(fā)明人】史春風, 林民, 朱斌
【申請人】中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司石油化工科學研究院
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2013年10月29日