[发明专利]一种连续化管道反应制备乙二醇单正丁醚的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种乙二醇单正丁醚的制备方法，尤其是特别涉及一种连续化管道反应制备乙二醇单正丁醚的方法。

背景技术

作为溶剂用的乙二醇醚，以乙二醇单正丁醚及其醋酸酯的用量为最大。其在水中分散性好，在水基涂料中有着广泛应用。此外，它也是硝基纤维素、醇酸树脂及酚醛树脂等的优良溶剂。由于其蒸发速率较慢，因而对改进清漆的光泽、防止脱皮等有效，在快干漆和瓷漆中作稀释剂，可增加油漆与木材、金属间的粘附性。

正丁醇与环氧乙烷(EO)醚化反应是制备乙二醇单正丁醚常用的方法，通常采用液体酸(如BF3乙醚络合物)催化剂或液体碱(如N_aOH、KOH等)催化剂。液体酸虽然具有很高的催化活性，但催化剂对设备腐蚀性强，且污染产品和环境。液体碱催化正丁醇与环氧乙烷(EO)醚化反应制备乙二醇单正丁醚，存在副产物多、选择性差的缺陷。胡先念等(中国专利申请号200710035742.8)在钛硅分子筛或改性钛硅分子筛存在下，由乙烯、过氧化氢和正丁醇合成乙二醇单正丁醚，该发明一步反应制备乙二醇丁醚，使乙烯、过氧化氢、正丁醇在钛硅分子筛或改性钛硅分子筛存在下，正丁醇与过氧化氢按照1～20的摩尔比、在5～280℃和0.1～5.0MPa下接触0.2～10小时，每克反应液中有0.001～0.5g分子筛。还有采用新型固体酸类催化剂的报导(毛连山等，化学工业与工程技术：自然科学版，2006年6月第27卷第3期)，使用新型固体酸类催化剂进行正丁醇与环氧乙烷的醚化反应，来制备乙二醇单正丁醚，但由于采用的是间歇釜式反应工艺，难以提高生产效率和实施规模化生产。

本发明目的在于为制备乙二醇单正丁醚提供一种能克服现有生产工艺缺点，且能连续化高效率生产的新工艺。

发明内容

本发明的目的在于提供一种连续化管道反应制备乙二醇单正丁醚的方法，克服间歇釜式反应工艺所存在的工艺过程复杂、设备利用率低、难以提高生产效率的缺陷，采用连续化管道反应，以提高乙二醇单正丁醚的生产效率，且催化剂活性高、选择性好，产品收率高。

本发明采用的技术方案如下：

一种连续化管道反应制备乙二醇单正丁醚的方法，以正丁醇与环氧乙烷为原料，其特征在于：以烷基磺酸盐为催化剂，将正丁醇、环氧乙烷和催化剂经混合、预热后，连续输入管道反应器进行醚化反应，反应温度130-220℃，压力3.5～6.0MPa，反应产物经精馏回收过量的正丁醇，制得乙二醇单正丁醚。

本发明采用烷基磺酸盐为醚化反应的催化剂，该催化剂的催化活性高、选择性好、产品收率高、无毒、无刺激性、对设备无腐蚀。所述的烷基磺酸盐催化剂包括三氟甲基磺酸铝、三氟甲基磺酸镁、三氟甲基磺酸锌、甲基二磺酸锌、甲基二磺酸铝或甲基二磺酸镁，或是其混合物，催化剂的用量为正丁醇质量的0.02-0.1％，优选的催化剂用量为正丁醇质量的0.03-0.05％。

正丁醇和环氧乙烷混合后在管道反应器发生醚化反应，反应原料配比为正丁醇与环氧乙烷的摩尔比为正丁醇∶环氧乙烷＝3-9∶1(摩尔比)，优选5-6∶1(摩尔比)。

醚化反应温度130-220℃，优选反应温度为140-170℃。控制反应温度的方法可以采用在管道反应器内进行绝热反应或等温反应，或部分等温反应与部分绝热反应组合的方式，优选部分等温反应与部分绝热反应组合的方法，以使反应温度控制在所述的温度范围内，特别是控制在优选反应温度140-170℃范围内。

管道反应器内操作压力3.5～6.0MPa，优选操作压力4.0～5.0MPa。

醚化反应时间，即管道反应器内停留时间为1-3h，优选控制反应停留时间为2.0-2.5h。