[发明专利]一种乙二醇单乙烯基醚的制备方法及其生产系统

说明书

本发明公开了一种乙二醇单乙烯基醚的制备方法及其生产系统，属于有机合成技术领域。本发明的制备方法以乙炔和乙二醇作为原料，间歇地将乙炔通入到含有催化剂的乙二醇中，在高压密闭反应釜中进行加压反应，并加入惰性气体作为乙炔的保护气；通过在反应过程中间歇地将产物气提带出并冷凝回收，能够有效避免副反应的产生，从而提高产物选择性。本发明的制备方法操作简单，转化率高，副产物少，具有较高的反应选择性和安全性。

技术领域

本发明涉及有机合成技术领域，具体涉及一种乙二醇单乙烯基醚的制备方法及其生产系统。

背景技术

乙二醇单乙烯基醚又称2-乙烯氧基乙醇，属于乙烯基醚类化合物，其在催化作用下容易发生阳离子聚合，以其为原材料生产的聚合物新材料具有良好的粘接性、混溶性和可溶性等性能，因此在工业上是一种重要的有机合成中间体，。其应用包括：(1)作为氟树脂的共聚单体广泛应用于航空航天、工业工程、纺织品整理、特种保护涂层、微电子等领域；(2)作为活性稀释剂应用于辐射固化高端涂料；(3)作为聚羧酸减水剂聚醚单体起始剂应用于高铁工程、跨海大桥、核电大坝、摩天大楼。

乙二醇单乙烯基醚在工业上通常采用乙炔与乙二醇的反应来生产，这是一个在碱性催化作用下进行的强放热反应，反应温度通常是在150-180℃之间，反应可以在常压或加压条件下进行。由于乙二醇的两个羟基之间的距离很小，生成的单乙烯基醚除了继续与乙炔反应生成二乙烯基醚外，还容易形成副产物2-甲基-1,3-二氧戊环，使得转化率低和选择性低成为乙二醇单乙烯基醚在工业生产上的难题。

在目前国内外已知的报道中，主要有两种工艺来合成乙二醇单乙烯基醚，一类是在中高压反应釜中的加压反应工艺，另一类是常低压下的循环反应工艺。

加压反应工艺的特点是反应速度快、转化率较高，但压力高导致安全性低，产物长时间停留釜中容易形成更多的副产物，这会导致选择性低。例如，专利US1959927中详细介绍了加压反应制备乙烯基醚的方法，其实施例5描述了乙二醇单乙烯基醚的合成，通过在120℃下反应釜中加压反应36小时，得到粗产物中乙二醇单乙烯基醚的选择性为72％，当反应温度提高后，副产物的量会明显提升。专利US5723685在反应温度为150-250℃，乙炔分压为5-20bar下进行反应，在乙二醇转化率在40％-80％时停止反应，对单乙烯基醚的选择性最高可达78.1％。

循环反应工艺的特点是安全性高、副产物少、选择性高，但是转化率低、工艺复杂、需要高气量的循环气体。如专利GB773331A中提出循环工艺来制备二元醇单乙烯基醚，通过借助高气量的循环乙炔和惰性气体，将形成的单乙烯基醚产物及时得从反应段分离出来，从而有效避免了副产物的生成，选择性可达80％以上。又如CN112299964采用循环工艺制备乙二醇单乙烯基醚，副产物含量不到1％，整个体系的压力较低，安全性高。该工艺需要高气量的循环乙炔，且反应周期长达六天，效率较低。

因此，十分有必要研发一种可以有效避免副产物产生、选择性高、转化率高且反应周期短的乙二醇单乙烯基醚的合成方法和生产系统。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种乙二醇单乙烯基醚的制备方法，本发明通过采用间歇气提法将产物气提带出并冷凝回收，能够避免副反应的发生，操作简单，转化率高，副产物少，具有较高的反应选择性和安全性。

为解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：

一种乙二醇单乙烯基醚的制备方法，其包括以下步骤：

S1、将催化剂和乙二醇加入到反应釜中，并通入惰性气体以置换空气；反应釜开启搅拌并升温至反应温度T1，进行真空脱水处理，使体系的含水量低于10ppm；

S2、将乙炔与惰性气体通入反应釜中，使釜内压力达到初始反应压力P1；反应过程中釜内压力缓慢下降，当釜内压力保持稳定后，开启冷凝阀；