[发明专利]一种丙二醇单烷基醚的制备方法

说明书

本发明公开了一种丙二醇单烷基醚的制备方法，以环氧丙烷和醇为原料，在改性磁性固体碱催化剂催化下反应制备丙二醇单烷基醚。所述催化剂以镍铁氧体为磁核，镁铝氧化物为载体，铯为活性组分，经过渡金属改性得到。该方法提高了反应活性和选择性，缓和了操作条件，同时催化剂使用寿命长，易于回收和再生，生产成本低，克服了现有技术中各种缺陷，可用于工业化生产。

技术领域

本发明涉一种制备丙二醇单烷基醚的方法。

技术背景

醇醚类化合物是环氧化合物的重要工业衍生物之一，是一类用途非常广泛的精细化学产品，具有“万能溶剂”之称，可广泛用于涂料、印刷、染料、清洗剂、油墨、香料和化妆品中。醇醚类产品分为丙二醇醚(P-系列)和乙二醇醚(E-系列)两大系列，历来是以E-系列醇醚产品占主要地位，但从1982年欧洲化学工业和毒理中心(E-CETOC)发表了有关乙二醇醚的毒性报告以来，丙二醇醚因其毒性低且物理化学性质与乙二醇醚相似而正逐步取代乙二醇醚。

丙二醇醚的合成路线有很多种，其中最简单和实际可行的是环氧丙烷法，但由于环氧丙烷分子结构的不对称性，其开环有两种取向，依据产品中羟基所处位置，分别生成1-烷氧基-2-丙醇(丙二醇伯醚，PPM)和2-烷氧基-1-丙醇(丙二醇仲醚，SPM)两种异构体。而作为溶剂，丙二醇伯醚的应用性能好，而且比丙二醇仲醚的毒性小，因此产品中丙二醇伯醚的比例越高越好。

工业上环氧丙烷法合成丙二醇醚的方法主要是均相催化工艺，即采用醇钠或醇钾作为催化剂，该工艺由于在NaOH或KOH配制醇钠或醇钾时有水生成，从而反应产物中丙二醇仲醚的含量较高，并且在反应产物精馏分离时，精馏塔易于堵塞，反应活性相对较低，收率不高，同时还存在产物与催化剂分离、废液处理及设备腐蚀等多种弊端。因此开发新型固体催化剂的工作一直受到人们的关注。

此前发明的固体催化剂虽然较均相催化剂工艺有所改进，但仍存在着环氧丙烷转化率低、丙二醇伯醚选择性低和反应条件苛刻等缺点。例如CN101550069A中以乙酸盐基甲基咪唑氢氧化物，或者乙酸基甲基咪唑氯化物与三氯化铁按1:1～3的摩尔比组成的离子液体为催化剂，反应温度可控制在70℃以下，产物中丙二醇伯醚的选择性为98.1～99.1％，但反应时间较长，需要4h，而且环氧丙烷转化率只能达到93.3～94.2％。CN100999448A中以三元类水滑石为催化剂，环氧丙烷与甲醇反应制备得到丙二醇甲醇，虽然该催化剂作用下，环氧丙烷转化率可达100％，但伯醚选择性仅达到90％左右。CN92113418.5中以改性氧化铝为催化剂，通过液固相加压连续反应生产丙二醇醚，环氧丙烷转化率大于98.5％，但单醚收率仅92％，且伯醚比例仅达75％，毒性较大的仲醚生成量较大，影响产品质量和档次。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有制备丙二醇单烷基醚方法中催化剂稳定性差、产品收率低、异构体比例不理想等缺陷，提供一种丙二醇单烷基醚的制备方法，该方法能够同时得到较高的产品收率，较高的异构体比例，并且催化剂使用寿命长，生产成本低。

为达到以上目的，本发明的技术方案如下：

一种制备丙二醇单烷基醚的方法，以环氧丙烷和醇为原料，在改性磁性固体碱催化剂催化下反应制备丙二醇单烷基醚。

作为一种优选的技术方案，制备丙二醇单烷基醚的方法包含以下步骤：

a)原料环氧丙烷和醇进入固定床反应器与催化剂接触，在反应温度60～160℃，反应压力0.5～3.0MPa，醇和环氧丙烷摩尔比2～10:1，反应床层液体空速1.0～5.0h^-1工艺条件下反应制备丙二醇单甲醚；

b)所用催化剂为一种改性的磁性固体碱催化剂，以镍铁氧体为磁核，镁铝氧化物为载体，铯为活性组分，经过渡金属改性得到。