[发明专利]由乙二醇单甲醚直接制备乙二醇二甲醚并联产乙二醇的方法

说明书

本发明提供了一种由乙二醇单甲醚直接制备乙二醇二甲醚并联产乙二醇的方法，更具体地，使所述原料乙二醇单甲醚和任选的作为载气的惰性气体通过载有固体酸催化剂的反应器，在反应温度为40～150℃和反应压力为0.1～15.0Mpa的条件下反应，生成乙二醇二甲醚和乙二醇，其中所述原料乙二醇单甲醚质量空速为0.05～5.0h^‑1；所述原料乙二醇单甲醚的体积浓度为1～100％，所述载气的体积浓度0～99％。本发明方法在低温条件下，采用固体酸为催化剂，以乙二醇单甲醚为原料直接高选择性地制备得到乙二醇二甲醚和乙二醇，同时基本上或完全没有对环境造成污染且对人体或动物体造成损害的副产物1，4‑二氧六环生成。

技术领域

本申请属于化学化工领域，具体而言，涉及一种由乙二醇单甲醚直接制备乙二醇二甲醚并联产乙二醇的方法。

背景技术

乙二醇二甲醚，中文名称为1，2-二甲氧基乙烷(DME)。常温下，乙二醇二甲醚是一种带有醚味的无色透明液体，是一种性能优良的非质子极性溶剂，性质相对稳定，不易发生反应，并能与水、大多数低碳(C1-C6)醇、酮、酯等有机溶剂以任意比例混溶，并对碱金属化合物有较强的溶解能力。因此，它能够成为在许多有机合成反应中所需的理想溶剂，同时它还广泛用作清洗剂复配物，用作纺织印染、油漆油墨助剂、燃料添加剂以及用于有机化合物及医药中间体的合成等。

文献中的乙二醇二甲醚的合成方法主要有：(1)US 3699174中报道的1，2-二氯乙烷与甲醇反应，分别以元素周期表中第I-V族中金属或金属氧化物以及第VI-VIII族中部分过渡金属为催化剂，主要产物为乙二醇二甲醚和甲基乙基醚，其中原料1，2-二氯乙烷转化率为50％，乙二醇二甲醚选择性为24.6％，二氯甲基乙基醚选择性为46.9％。该工艺产生的副产物较多，产物的收率不高，其中1，4-二氧六环选择性高于20％。(2)日本特许公开昭60-12089报道的二甲醚氧化偶联反应，在催化剂表面二甲醚直接氧化偶联得到乙二醇二甲醚。由于该反应中加入了氧气，并且二甲醚以及产物乙二醇二甲醚均为易燃物质，所以该工艺路线存在潜在的危险。(3)US4146736报道的二甲醚与环氧乙烷反应，采用固体酸催化剂，原料环氧乙烷转化率接近100％，产物乙二醇二甲醚选择性为65-70％左右，二乙二醇二甲醚选择性为15-20％，三、四和五乙二醇二甲醚总和选择性为10％左右，1，4-二氧六环选择性为5-7％。该反应工艺副产物较多，而且有相对较多的1，4-二氧六环生成。(4)日本特许公开昭55-104221报道了乙二醇或乙二醇单甲醚在反应温度为200～300℃时与甲醇反应脱水反应制备乙二醇二甲醚，产物中乙二醇二甲醚选择性为25％，二乙二醇二甲醚选择性为8％，二乙二醇单甲醚选择性为15％，其过程中也有1，4-二氧六环生成。(5)US4321413报道了乙二醇单甲醚和二甲醚二者作为反应原料在反应温度为180℃时制备乙二醇二甲醚，原料乙二醇单甲醚的转化率为55.4％，产物中乙二醇二甲醚选择性为62.4％，1，4-二氧六环选择性为20％，二乙二醇二甲醚选择性为16.5％。(6)CN104250206 A公开了一种乙二醇醚的制备方法，其中乙二醇和低碳脂肪醇在酸催化作用下制得乙二醇醚，所用固体酸催化剂为分子筛或沸石，反应温度为20-250℃，反应压力为0.1-10MPa。

上述已报道的由制备乙二醇二甲醚的方法中，要么以多种反应物为原料，涉及复杂的反应过程和复杂的副产物，要么反应条件苛刻例如反应温度高，并且这些方法中均存在副产物1，4-二氧六环。然而，当该副产物溶于废水中时，很难用物理分离的方法除去，并且该副产物在自然环境中不易被生物降解，同时可以通过吸入、食入或经皮肤吸收进入人体或动物体内，其在体内逐步累积并且无法代谢出体外，从而对人体或动物体造成伤害。

发明内容

为了克服上述现有技术的问题之一或全部，本发明的目的在于提供一种反应原料简单且以较高选择性直接制备乙二醇二甲醚并联产乙二醇的方法，同时该方法基本上或完全没有对环境造成污染且对人体或动物体造成损害的副产物1，4-二氧六环生成。