[发明专利]一种由乙烯制取乙二醇单醚的方法

说明书

技术领域

本发明属于一种乙二醇单醚的制备方法，适合于乙烯、双氧水、低碳醇直接进行环氧化、开环醚化一步反应制备乙二醇单醚的催化反应过程中。

背景技术

自意大利Enichem公司1983年首次合成晶格氧选择氧化钛硅分子筛催化剂TS-1以来，由于其优异的氧化选择性和温和的反应条件而成为氧化催化剂研究的热点，这一发现被视为环境友好催化剂开发的一大突破。

钛硅分子筛催化剂在烯烃的环氧化催化方面具有非常重要的作用，对于低碳烯烃的环氧化反应，以钛硅分子筛为催化剂，过氧化氢为氧化剂的液相环氧化过程；由于反应条件温和，产物选择性高，环境友好等，被认为是非常具有应用潜力的低碳烯烃环氧化制备环氧化合物及其下游产品的催化转化过程。

乙二醇单醚用途广泛，主要用于工业溶剂、防冻液、表面活性剂、液压液、化妆及护肤品的添加剂。

乙二醇醚的溶解能力非常强，它的溶剂溶解能力是芳香烃溶剂的5倍，是脂肪烃溶剂的17倍。

乙二醇单甲醚是醋酸纤维素、聚氨酯弹性体、防潮玻璃纸和染料等的优良溶剂，其作用是有助于改进染料的渗透性及匀染性等。它也用于印刷线路板的粘合剂中。

乙二醇单乙醚及其醋酸酯主要用作保护性涂料、染料、树脂、皮革和药物等溶剂，此外乙二醇醚可降低表面张力，改善清洗液的润湿性和渗透性，故也可用作金属和玻璃的清洗剂。

乙二醇单丁醚及其醋酸酯在水中分散性好，因此在水基涂料中广泛应用。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。由于其蒸发速度较慢，因而对改进清漆的光泽、防止脱皮等非常有效，它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。

在乙烯环氧化、耦合制备乙二醇单醚的过程中，由于从乙烯到乙二醇单醚的转化是两步的连续反应，涉及到选择氧化和酸催化两种催化反应体系。在传统的生产工艺中，乙烯环氧化生成环氧乙烷和后续的环氧乙烷开环耦合反应是分开进行的，主要是因为这两个反应的反应条件相差太大，环氧乙烷醇解所需的醇是在第二步反应中加入的。乙二醇单醚的工业生产方法是采用乙烯、氧(或空气)为原料，在银催化剂、甲烷或氮致稳剂、氯化物抑制剂存在下乙烯直接氧化为环氧乙烷，继而环氧乙烷与一元醇以一定摩尔比进行耦合反应生成乙二醇单醚，反应溶液经分馏得到乙二醇单醚及其它副产品。CN1437590A提出一种在高选择性银基催化剂存在的条件下，使乙烯气相氧化成环氧乙烷，再采用下一个反应过程得到相应的乙二醇和乙二醇醚。该制备环氧乙烷的条件苛刻同时有大量的副产品二氧化碳生成，对乙烯资源造成浪费，同时生产乙二醇和乙二醇醚需要另一个工艺过程。

在烯烃环氧化的应用中，钛硅分子筛催化剂表现出优良的择型催化性能，一般粒径越小，催化剂活性越高，选择性越好，实际应用中钛硅分子筛催化剂的粒径约为0.1-15.0μm，然而，这样小的粒径会给催化剂与产物的分离带来极大的困难，虽然已有各种关于过滤材料的研究成果应用于实际，但对于钛硅分子筛催化剂与产物的分离，其过滤时产生的阻力并不在于过滤材料的孔道的大小，而是来自于极细小的催化剂粒子占据并堵塞所形成的滤饼的孔道，尤其是粒径小于2μm的催化剂粒子对过滤最为不利，这样造成生产效率低下，也影响到钛硅分子筛工业化应用的进程。小粒径的催化剂在过滤时除堵塞滤饼孔道外，部分则从过滤介质的孔道中流失，一般流失率约为催化剂投入量的5％～8％，不仅造成催化剂的无谓消耗，而且进入产品物料中造成进一步的副反应，导致分离成本的增加，影响产品质量。

CN101190876A给出一种由环氧乙烷制备乙二醇单醚的方法，采用的技术方案是以环氧乙烷和低碳脂肪醇为原料，在反应温度为100～300℃，反应压力为0.1～3.0MPa，低碳脂肪醇和环氧乙烷的摩尔比为1～5∶1，反应时间为30分钟～8.0小时条件下，环氧乙烷的转化率＞99％，乙二醇单醚选择性＞82％，克服了以往乙二醇单醚制备过程中环氧乙烷的转化率和乙二醇单醚选择性不高的不足，但仍然没有根本上解决乙烯经环氧乙烷制备乙二醇单醚工艺过程繁杂(需要两步反应)，以及能耗高的问题。

发明内容

为克服现有技术存在的不足，本发明提供了一种采用固定床工艺、工艺简单的由乙烯制取乙二醇单醚一步法合成的方法。