[发明专利]一种生产三丙二醇甲醚的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种生产三丙二醇甲醚的方法，属于有机溶剂的清洁生产领域。

背景技术

醇醚类产品中既含有醇羟基，又含有醚键，它是涂料和油墨等新材料领域应用很广泛的溶剂。丙二醇醚产品虽然起步晚于乙二醇醚产品，但是自1982年欧洲化学工业和毒理中心发表了有关乙二醇醚产品的毒性研究报告，指出乙二醇醚产品对动物的骨髓、淋巴组织及胚胎均有不同程度的毒性，可导致血液的病变以后，乙二醇醚产品受到了国内外一些法规和标准的限制，其产量在逐步萎缩。

由于前几年欧盟地区已经通过REACH法规等形式将乙二醇醚类产品列为需高度关注的物质（SVHC），我国也以GB24408—2009《建筑用外墙涂料中有害物质限量》、GB24409—2009《汽车涂料中有害物质限量》和GB24410《室内装饰装修材料水性木器涂料中有害物质限量》等强制性标准的形式对于建筑外墙涂料、汽车涂料和水性木器涂料中的乙二醇醚等有害物质提出了限量要求，所以国内外已经普遍在限制使用乙二醇醚产品了。

而与之性能相近、但毒性远低的丙二醇醚系列的产品就得到了较快的发展，尤其是沸点较高的二丙二醇甲醚、三丙二醇甲醚等产品，因为它们对醇酸树脂、丙烯酸树脂、环氧树脂及聚氨酯树脂等多种新材料的溶解性好、挥发较慢、可以在涂料、油墨和染料等下游领域可用作真溶剂，所以更是受到了市场的青睐。三丙二醇甲醚在清洗剂领域也有很多应用。

生产丙二醇甲醚需要用环氧丙烷。环氧丙烷不像环氧乙烷一样在开环时没有选择性，它开环加成上甲醇以后，会形成同分异构体。

甲醇和环氧丙烷的反应方程式如上，PO是环氧丙烷的代号。

丙二醇甲醚就是1-甲氧基-2-丙醇，是一种伯醚。而即使催化剂选择得再好，反应条件控制得再恰当、稳定，在生成丙二醇甲醚的同时总还会有一部分环氧丙烷加成后生成了2-甲氧基-1-丙醇，它是一种仲醚。随着现代分离技术水平的提高，1-甲氧基-2-丙醇和2-甲氧基-1-丙醇是分得开的了，所以不是特别指出的话，丙二醇甲醚并不是上述两种同分异构体的混合物，而是专指1-甲氧基-2-丙醇。

这种仲醚虽然跟伯醚具有相似的物理性质和溶解性能，但是在下游市场却不受欢迎。这种副产品要占到丙二醇甲醚生产过程中产物总量的5%左右。不可以把它保留在塔釜液中作为废水去处理。而且，在环氧丙烷和甲醇的反应过程中，也会形成少量的二丙二醇甲醚和极少量的三丙二醇甲醚。由于它们的量很少，如果通过逐步精馏分离采出的办法来得到这些二丙二醇甲醚和三丙二醇甲醚是不经济的。因而要找到合理的办法，把不受欢迎的成分转化为有用的成分，再将这些有用的成分转化为产品，在满足下游用户需求的同时，为企业赢得收益。

正像甲醇和环氧丙烷进行开环加成反应生成两种同分异构体一样，含有丙二醇甲醚和2-甲氧基-1-丙醇的塔釜液再和环氧丙烷进行第二阶开环加成反应，就能各自生成两个同分异构体，共生成四个二阶的同分异构体。它们就组成二丙二醇甲醚，英文名称为Dipropylene Glycol Methyl Ether，英文简称为DPM，Cas号为34590-94-8，常压下的沸程为180～195℃。在没有特别注明的情况下，“二丙二醇甲醚”指的就是四个同分异构体的组合。

这四个同分异构体也有机会和反应体系中的环氧丙烷再进行三阶的开环加成，各自生成两个同分异构体，共生成八个三阶同分异构体。它们就组成三丙二醇甲醚，其英文名称为：Tripropylene Glycol Methyl Ether，英文简称为TPM，Cas号为25498-49-1，常压下的沸程为236～251℃。在没有特别注明的情况下，“三丙二醇甲醚”指的就是八个同分异构体的组合。

采用传统工艺从生产丙二醇甲醚的塔釜液中来提取二丙二醇甲醚时，必须先把沸点较低的2-甲氧基-1-丙醇提取出来，而提取出来的2-甲氧基-1-丙醇市场价值又不高，反而要消耗能源。如果能把这种不受欢迎的2-甲氧基-1-丙醇不经预先提纯就转化为在下游市场非常有用的二丙二醇甲醚和三丙二醇甲醚产品，大幅提升二丙二醇甲醚、三丙二醇甲醚这些有用产品的产量，就能一举几得，实现变废为宝、节能减排。

由于当今用连续法生产丙二醇甲醚时采用的强碱性催化剂一般是甲醇钠，所以提取完丙二醇甲醚后的塔釜液中富集了甲醇钠。甲醇钠在高温条件下会分解出甲醇，精馏釜内的物料接触空气后，甲醇和空气会形成爆炸性气体，所以如果把塔釜液或者含有甲醇钠的残液蒸得太干，很容易引起危险事故。