[发明专利]一种乙二醇丁醚合成方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种化工原料制备方法，特别是涉及一种乙二醇丁醚合成方法。

背景技术

乙二醇丁醚（HOCH₂CH₂OCH₂CH₂CH₂CH₃），无色易燃液体，具有中等程度醚味，沸点171 ℃。由于其分子中既含有醚键又含有羟基，这一独特的性质使其既可溶解有机物分子、合成的或天然的高分子化合物,又可不同程度地与水或水溶性化合物互溶，因而广泛被用作涂料、油墨、清洗剂、药物萃取剂等使用。据统计，2010年我国涂料、油墨行业约消费乙二醇醚20万吨，约占乙二醇醚总消费量的80%。清洗剂行业约消费乙二醇醚2万吨，约占乙二醇醚总消费量的8%，由此可见涂料用溶剂仍然是乙二醇醚的最大应用领域。然而最近有研究表明，乙二醇醚类（尤其是甲醚和乙醚）可能会导致血液疾病和胎儿畸形，发达国家已开始部分限制其生产与使用。但乙二醇丁醚并未表现出类似毒性，在国外其不作为危险品运输与仓储。因此由乙二醇丁醚代替乙二醇甲醚和乙醚在溶剂中使用势在必行。目前，在我国乙二醇丁醚用量最大，其用量约占乙二醇醚类产品消费总量的60%。但由于国内对于乙二醇丁醚生产技术的不成熟，我国乙二醇丁醚的来源主要依赖于进口，进口量占总量的90%以上，而近几年我国对于乙二醇丁醚的需求又以10%的年均增长率高速增长，供需失衡现象日趋严重。因此开辟一条切实可行的乙二醇丁醚生产途径显得尤为重要。

查阅文献和专利可知，乙二醇丁醚的合成方法主要有以下两种途径：

一、以环氧乙烷与丁醇为原料制乙二醇丁醚

+ CH₃CH₂CH₂CH₂OH→HOCH₂CH₂OCH₂CH₂CH₂CH₃...........................(1)

如方程式（1）所示，张木在《石油化工》2008年第37卷增刊中以该反应路径制备乙二醇丁醚。该方法以环氧乙烷和正丁醇为原料，以杂多酸为催化剂在70～120 ℃低压制备乙二醇丁醚，产物乙二醇丁醚选择性最高达75%。然而该反应副产物多，且是强放热反应，反应不容易控制，产物中含有大量的二乙二醇丁醚、三乙二醇丁醚、四乙二醇丁醚、五乙二醇丁醚、六乙二醇丁醚和对应双醚，后续分离困难，能耗较高。

二、合成气甲醛法制乙二醇丁醚

CO+2H₂+HCHO+CH₃CH₂CH₂CH₂OH→HOCH₂CH₂OCH₂CH₂CH₂CH₃+H₂O.......(2)

如方程式（2）所示，日本化学家Kurashiki在United States Patent 4071568中介绍以合成气、甲醛和正丁醇为原料，以钴为催化剂在100～250 ℃，50Mpa极高压力条件下合成乙二醇丁醚，其中乙二醇丁醚收率最高为55.6%。但该方法的缺点为反应需要在极高压下进行，需要500个大气压，对反应设备要求极高，而且反应的钴催化剂的制备过程繁琐，无法重复使用，因此不使用于大规模工业生产使用。

三、乙二醇与丁醇反应制乙二醇丁醚

HOCH₂CH₂OH+CH₃CH₂CH₂CH₂OH→HOCH₂CH₂OCH₂CH₂CH₂CH₃..................(3)

如方程式（3）所示，以乙二醇和丁醇为反应原料，在酸催化条件下制备乙二醇丁醚，该方法是目前工业上乙二醇丁醚的制备方法。但该反应产物较复杂，有乙二醇二丁醚，丁醚，二乙醇丁醚，二乙二醇二丁醚等等，后续分离困难，能耗较高。