[发明专利]高纯度乙二醇的合成方法

说明书

本发明提供一种高纯度乙二醇的合成方法，包括以下步骤：步骤一，在草酸二甲酯中加入硫酸铜溶液，并在搅拌下滴加氨水，所述硫酸铜与氨水的摩尔比为1:(4‑6)，所述硫酸铜与草酸二甲酯的摩尔比为1:(50‑800)；步骤二，在液时空速为4‑6g/g cat.h，温度为120‑150℃，压力为9‑10MPa的反应条件下，在步骤一制成的混合溶液中通入氢气，将草酸二甲酯转化为乙二醇，所述草酸二甲酯与氢气的摩尔比为1:(60‑80)。本发明合成工艺简单，原料易得，反应更加温和，环保无污染，并且反应的选择性和转化率高，且所得产物乙二醇的杂质含量低。

技术领域

本发明涉及乙二醇的制备领域，具体地，涉及高纯度乙二醇的合成方法。

背景技术

乙二醇(ethylene glycol)又名“甘醇”、“1,2-亚乙基二醇”，简称EG。化学式为(CH₂OH)₂，是最简单的二元醇。乙二醇是无色无臭、有甜味液体，对动物有毒性，人类致死剂量约为1.6g/kg。乙二醇能与水、丙酮互溶，但在醚类中溶解度较小。用作溶剂、防冻剂以及合成涤纶的原料。乙二醇的高聚物聚乙二醇(PEG)是一种相转移催化剂，也用于细胞融合；其硝酸酯是一种炸药。

目前，乙二醇的制法包括以下方法：

(1)氯乙醇法，以氯乙醇为原料在碱性介质中水解得到乙二醇，该反应在100℃下进行。

(2)环氧乙烷水合法，环氧乙烷水合法有直接水合法和催化水合法，水合过程在常压下进行也可在加压下进行。常压水合法一般采用少量无机酸为催化剂，在50～70℃进行反应。环氧乙烷直接水合法，为目前工业规模生产乙二醇较成熟的生产方法。环氧乙烷和水在加压(2.23MPa)和190-200℃条件下，在管式反应器中直接液相水合制的乙二醇，同时副产品一缩二乙二醇、二缩三乙二醇和多缩聚乙二醇。其中加压水合法中的环氧乙烷与水的摩尔比要较高，在1:6以上，以减少生成醚的副反应，该反应的温度在150℃，压力147kPa，水合得到乙二醇。

(3)气相催化水合法，以氧化银为催化剂，氧化铝为载体，在150～240℃反应，生成乙二醇。

(4)乙烯直接水合法，乙烯在催化剂(如氧化锑TeO₂，钯催化剂)存在下在乙酸溶液中氧化生成单乙酸酯或二乙酸酯，进一步水解均得乙二醇。

(5)环氧乙烷与水在硫酸催化剂作用下进行水合反应，反应液经碱中和、蒸发、精馏即得成品。或者环氧乙烷和水在一定温度和压力下制得乙二醇，同时副产二乙二醇、三乙二醇和多乙二醇。反应液经蒸发浓缩、脱水、精制得合格产品和副产品。

(6)甲醛法。

(7)以工业品乙二醇为原料，经减压蒸馏，于1333Pa下，收集中间馏分即可。

(8)将乙二醇真空蒸馏，所得主要馏分用无水硫酸钠进行较长时间干燥，然后用一支好的分馏柱重新真空蒸馏。

(9)草酸二甲酯加氢制乙二醇，煤制乙二醇的潜在工艺路径可以分为直接合成法和间接合成法。直接合成法是将合成气中的CO及H₂一步合成为乙二醇。间接合成法则主要分为通过甲醇甲醛及草酸酯作为中间产物合成，然后加氢获得乙二醇。相对而言，甲醇甲醛路线合成的研究还不深入，离工业化距离远；而草酸酯加氢合成法的实用性较强，适宜进行工业生产。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供高纯度乙二醇的合成方法，本发明合成工艺简单，原料易得，反应更加温和，环保无污染，并且反应的选择性和转化率高，且所得产物乙二醇的杂质含量低。

根据本发明的一个方面，提供高纯度乙二醇的合成方法，包括以下步骤：

步骤一，在草酸二甲酯中加入硫酸铜溶液，并在搅拌下滴加氨水，所述硫酸铜与氨水的摩尔比为1:(4-6)，所述硫酸铜与草酸二甲酯的摩尔比为1:(50-800)；