[发明专利]一种丙二醇低聚物的装置和制备方法

说明书

本发明涉及丙二醇低聚物制备技术领域，具体涉及一种丙二醇低聚物的装置和制备方法。本发明提供一种丙二醇低聚物的装置，包括微通道反应器和与所述微通道反应器的丙二醇低聚物混合物出口相连的保温反应单元；所述微通道反应器分别设置有混合原料入口和环氧丙烷的入口；所述微通道反应器具有双层侧壁结构，所述双层侧壁结构形成的夹层内装有换热介质；所述保温反应单元包括保温反应釜；所述保温反应釜具有双层侧壁结构，所述双层侧壁结构形成的夹层中装有换热介质。本发明在微通道反应器和保温反应单元中进行开环加成反应制备丙二醇低聚物，能够提高传热和传质效率，提高产率和选择性。

技术领域

本发明涉及丙二醇低聚物制备技术领域，具体涉及一种丙二醇低聚物的装置和制备方法。

背景技术

低聚丙二醇，如二丙二醇(DPG)、三丙二醇(TPG)、四丙二醇(FPG)等，是一类重要的丙二醇醚类精细化学品，其具有强溶解功能的醚键与羟基(或醇基)，醚键具有亲油性，可溶解憎水性化合物，羟基具有亲水性，可溶解水溶性化合物，被广泛应用于涂料、胶黏剂、树脂、PU弹性体、光固化单体原料及有机合成中间体，在化妆品、香料、医药等行业中用作溶剂，且丙二醇低聚物也是制备聚醚胺的重要原料，而聚醚胺作为功能性化学品，在化工、医药等多个领域也具有重要的用途。

丙二醇低聚物的生产方法主要有Wilamson法、缩乙醛法、乙氧基环氧丙烷法以及环氧丙烷法等，其中环氧丙烷法是唯一已实现工业化的丙二醇低聚物的生产方法。然而，传统的环氧丙烷釜式开环反应放热量大，物料返混导致分布宽，不能高选择性制备丙二醇低聚物，而且其工艺操作自动化程度低。

开环反应是高温强放热反应，传热传质性能对反应的影响极大。目前，利用环氧丙烷法制备丙二醇低聚物采用的反应器是釜式反应器，通过间歇釜式反应器的夹套和盘管冷却的办法控制开环加成反应的温度。但是上述传统的方法，在传热方面，存在釜式反应器换热面积小的缺陷，使得大量热量无法及时移出，形成局部热点，从而导致反应原料自聚，易发生安全事故；在传质方面，原料之间完全通过分子扩散进行混合，物料的停留时间不一致，反应时间长、传质效果较差，从而在反应釜中产生浓度梯度，导致副反应产物多。

发明内容

鉴于此，本发明的目的在于提供一种丙二醇低聚物的装置和制备方法，本发明通过在微通道反应器和保温反应单元中进行反应，能够提高传热和传质效率，而且产率高、耗能低。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种制备丙二醇低聚物的装置，包括微通道反应器2和与所述微通道反应器2的丙二醇低聚物混合物出口23相连的保温反应单元3；

所述微通道反应器2分别设置有混合原料入口21和环氧丙烷的入口22；所述微通道反应器2具有第一双层侧壁结构，所述第一双层侧壁结构形成的夹层内装有第一换热介质；

所述保温反应单元3包括保温反应釜；所述保温反应釜具有双层侧壁结构，所述双层侧壁结构形成的夹层中装有换热介质。

优选的，所述微通道反应器2具有微通道，所述微通道的形状包括伞型结构、T结构、Y结构、交叉结构或共流结构。

优选的，所述装置还包括出料口与所述微通道反应器2的混合原料入口21和环氧丙烷的入口22连通的原料准备单元1；所述原料准备单元1包括环氧丙烷计量罐13和并联的第一混合原料配制罐11和第二混合原料配制罐12；

所述第一混合原料配制罐11罐壁上设置有第一二元醇入口111和第一催化剂入口112，所述第二混合原料配制罐12罐壁上设置有第二二元醇入口121和第二催化剂入口122；

所述环氧丙烷计量罐13的环氧丙烷出口133与所述微通道反应器2的环氧丙烷入口22相连；

所述第一混合原料配制罐11的第一混合原料出口113和第二混合原料配制罐12的第二混合原料出口123分别与所述微通道反应器2的混合原料入口21相连。