[发明专利]一种乙二醇单丁醚的制备方法

说明书

本发明提供了一种乙二醇单丁醚的制备方法，包括通过双效精馏工艺制备所述乙二醇单丁醚。本发明一实施方式的乙二醇单丁醚的制备方法，有效降低了能耗，工艺安全可靠，操作简便，易于实施。

技术领域

本发明涉及乙二醇单丁醚，具体为一种乙二醇单丁醚的制备方法。

背景技术

乙二醇单丁醚是环氧乙烷的重要衍生物之一，是一种性能优良的环保溶剂，广泛应用于油墨、涂料、皮革和刹车液等工业领域。工业上，乙二醇单丁醚主要是以环氧乙烷和正丁醇为原料，在催化剂作用下通过乙氧基化反应合成。以醇(用ROH表示)和环氧乙烷(EO)的反应为例，乙氧基化反应可表示为：

ROH+EO→RO(EO)₁H

RO(EO)₁H+EO→RO(EO)₂H

RO(EO)₂H+EO→RO(EO)₃H

······

ROH+nEO→RO(EO)_nH

上述乙氧基化反应的三个关键特征是：(1)具有不可逆、平行连串反应的特征，反应将生成一系列乙氧基化同系物，然而从反应产物的用途看，工业上需要的目标产物往往只有低加成的产物，而其他更高的加成物则成为没有用途的副产物，因此，如何提高目标产物的选择性成为各种工艺考虑的重要环节。(2)环氧乙烷开环加成反应强放热，每摩尔环氧乙烷开环的放热量约为100kJ，如何有效利用反应热也是体现工艺和技术先进性的重要标志。(3)反应物环氧乙烷化学性质非常活泼，易燃易爆，任何乙氧基化装置的设计要考虑其安全性问题，要实现本质安全。

反应精馏是上世纪80年代发展起来的一种新兴化工过程强化技术。该技术将反应和分离这两个化学工程领域中最为关键的过程耦合于同一设备单元中，成为革新传统单元操作的一项代表性技术。对于具有不可逆、平行连串的反应体系，将反应和产物分离耦合于一个反应精馏塔中，可以通过蒸馏作用将生成的高沸点目标产物及时从反应区移出，依此达到提高低沸点乙氧基化产品的选择性的目的。安维中等报道了反应精馏法合成乙二醇单丁醚的模拟研究[《现代化工》2007年11月第27卷增刊(2)]，该文献介绍了反应精馏塔合成乙二醇单丁醚的原理和模拟结果，但没有考虑反应热的利用和系统热量集成问题。

理论上讲，采用反应精馏合成乙二醇单丁醚工艺具有节能潜力。一方面，环氧乙烷开环的乙氧基化反应属于强放热反应，反应热将以塔内液体汽化的形式从塔顶移出，其结果导致塔顶冷凝器负荷大于塔釜再沸器负荷，即从热量的数量来说，塔顶汽相物料携带的热量大于塔釜再沸器需要的热量。对于此特征，工业上常采用热泵精馏技术回收塔顶汽相物料的冷凝热。然而，采用传统热泵精馏技术，将面临一个安全方面的限制问题。众所周知，环氧乙烷是一种高危化学品，易然易爆，工程设计中明确规定压缩机中环氧乙烷的浓度(低于2000ppm)。考虑系统存在反应剂失活或操作不稳定等因素，此时极有可能导致含有环氧乙烷的气相物料直接进入压缩机，这将是装置安全方面的一个制约和隐患，在很大程度上限制了热泵精馏技术在乙氧基化反应精馏装置中的应用。

发明内容

本发明的一个主要目的在提供一种乙二醇单丁醚的制备方法，包括通过双效精馏工艺制备所述乙二醇单丁醚。

根据本发明一实施方式，所述方法包括通过第一精馏塔和第二精馏塔进行所述乙二醇单丁醚的制备，所述第一精馏塔内的压力低于所述第二精馏塔。

根据本发明一实施方式，所述方法包括将所述第二精馏塔的塔顶馏出组分作为所述第一精馏塔的热源。

根据本发明一实施方式，所述第一反应精馏塔的压力为0.1～0.2MPa，所述第二反应精馏塔的压力为0.4～0.6MPa。