[发明专利]一种制备丙二醇单甲醚的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种制备丙二醇单甲醚的方法。

背景技术

丙二醇醚，特别是丙二醇单甲醚，由于其化学结构上有两个具有强溶解能力的基团——醚键和羟基，前者属憎水性质，可溶解憎水类化合物；后者属亲水性质，可溶解水溶性物质，因此，丙二醇醚是性能优良的通用性溶剂，又称万能溶剂。

丙二醇甲醚有微弱的醚味，但没有强刺激性气味，使其用途更加广泛安全，可用于诸多领域。例如，丙二醇甲醚可用于苯丙乳液、丙烯酸乳液及其乳胶漆体系，具有降低成膜温度、促进其凝聚成膜，并保证涂膜具有良好状态的特性。除了用于多种高档涂料的溶剂之外，丙二醇甲醚也用于印刷油墨中控制挥发速度及粘度调节剂，还可用于化学中间体、刹车液配方中作为粘度调节剂。由于丙二醇甲醚可与水以任何比例混溶，故可应用于金属清洗剂配方中作为溶剂，或者用于汽车水箱防冰液中以降低冰点。丙二醇甲醚也可用作有机合成的原料。

生产丙二醇醚的方法基本采用环氧丙烷为原料与醇类化合得到，但该方法存在反应温度高(100℃以上)、压力大、催化剂活性低(60％-90％)和选择性差(82％-90％)等问题。

CN101550069A中公开的一种丙二醇单甲醚的合成方法，采用离子液体为催化剂，该方法对原料要求严格，如需要无水甲醇，成本高。

采用丙烯一步法合成丙二醇醚也有研究报道，如USP6239315公开了含钛、钒、铬、锡分子筛作环氧化剂与酸性树酯或酸性分子筛等固体烷基化催化剂组合催化丙烯合成丙二醇醚，但该方法使用的催化剂制备复杂，合成丙二醇醚的反应条件苛刻，温度要控制在零度左右，既耗能又不易实现，同时工艺繁杂，且产品选择性低，无法在实际生产中应用。

CN1944365A中同样公开了一种丙二醇醚的合成方法，是一种两步反应的方法，先由丙烯与双氧水发生环氧化反应得到环氧丙烷，然后环氧丙烷再与醇类发生反应而得到丙二醇醚，该方法所用的催化剂是钛硅分子筛或钛硅分子筛与碱类混合物，反应温度和压力要求高，特别是第二个反应器，反应温度甚至高达200℃以及压力高达8.5MPa。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新的环氧丙烷转化率高和丙二醇单甲醚选择性高的制备丙二醇单甲醚的方法。

本发明的发明人在研究过程中意外地发现，在环氧丙烷醇解制备丙二醇单甲醚的过程中，使用含有模板剂的钛硅分子筛作为催化剂，能够有效地提高环氧丙烷的转化率和丙二醇单甲醚的选择性。而且其中的环氧丙烷可以是由丙烯氧化制备直接得到，在此基础上完成了本发明。

本发明提供了一种制备丙二醇单甲醚的方法，该方法包括：

(1)丙烯氧化制备得到环氧丙烷；

(2)在醇解反应条件下，将步骤(1)所得环氧丙烷和甲醇与催化剂接触，其中，所述催化剂为含有模板剂的钛硅分子筛。

在钛硅分子筛的合成过程中，有机模板剂起到非常重要的作用，但是通常情况下，使用前需要将模板剂从分子筛的主体孔道中除去(例如将合成得到的钛硅分子筛进行焙烧)，才能实现分子筛的催化或吸附性能。本发明的方法将含有模板剂的钛硅分子筛直接用作由丙烯氧化制备得到的环氧丙烷醇解制备丙二醇单甲醚的催化剂，意外的是能够获得高的环氧丙烷转化率和丙二醇单甲醚选择性。本发明的方法无疑开拓了含有模板剂的钛硅分子筛的新用途，并变相降低了生产成本。

另外，本发明的方法简便易行，如在高压釜式反应器进行时，只需通过如过滤的固液分离方法即可将分子筛与含有丙二醇单甲醚的液相混合物分离。

具体实施方式

本发明提供了一种制备丙二醇单甲醚的方法，该方法包括：

(1)丙烯氧化制备得到环氧丙烷；

(2)在醇解反应条件下，将步骤(1)所得环氧丙烷和甲醇与催化剂接触，其中，所述催化剂为含有模板剂的钛硅分子筛。

根据本发明的方法，步骤(1)中，丙烯氧化制备环氧丙烷优选按如下方法进行：在溶剂存在下，将丙烯与过氧化氢和钛硅分子筛接触，分离得到环氧丙烷。

其中，所述溶剂优选为甲醇。

其中，所述过氧化氢可以为本领域常用的以各种形式存在的过氧化氢。从进一步提高安全性的角度出发，根据本发明的方法优选使用以水溶液形式存在的过氧化氢。根据本发明的方法，在所述过氧化氢以水溶液形式提供时，所述过氧化氢水溶液的浓度可以为本领域的常规浓度，例如：20-80重量％。浓度满足上述要求的过氧化氢的水溶液可以采用常规方法配制，也可以商购得到，例如：可以为能够商购得到的30重量％的双氧水、50重量％的双氧水或70重量％的双氧水。