一種1,2-丙二醇二乙酸酯的生產(chǎn)方法
【專利摘要】一種1,2-丙二醇二乙酸酯的生產(chǎn)方法，涉及化工合成技術(shù)，在催化劑存在的條件下，以丙二醇甲醚和醋酸為原料，進(jìn)行酯化反應(yīng)，生產(chǎn)的1,2-丙二醇二乙酸酯粗品經(jīng)過精餾后取得1,2-丙二醇二乙酸酯精品；催化劑為金屬離子改性的具有復(fù)合增強(qiáng)型大孔的苯乙烯-二乙烯基苯磺酸型酸性陽離子交換樹脂，所述離子交換樹脂是以苯乙烯和二乙烯基苯單體聚合并在苯環(huán)上磺化制成的，離子為Zn2+、Fe3+、Al3+、Na+、Fe2+或K+中的任意一種。本發(fā)明采用的催化劑性高，壽命長，產(chǎn)品選擇性和收率高，副產(chǎn)物少。失活后經(jīng)過過濾、回收、酸處理、烘干后可重復(fù)利用。
【專利說明】—種1 ， 2-丙二醇二乙酸酯的生產(chǎn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及化工合成技術(shù)，特別是1，2-丙二醇二乙酸酯的生產(chǎn)【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]I, 2-丙二醇二乙酸酯(PGDA)是一種重要的工業(yè)溶劑，該溶劑分子結(jié)構(gòu)獨(dú)特，同一分子中既有非極性基團(tuán)又有極性基團(tuán)，故而它對極性和非極性物質(zhì)均有較好的溶解能力。它具有溶解性能高(能溶解纖維素和高分子物質(zhì))、熱穩(wěn)定性能好、粘度變化小、毒害性小和腐蝕性小等特點(diǎn)。作為被廣泛用作油墨、油漆、塑料、香料、醫(yī)藥等工業(yè)的溶劑，如汽車烤漆中作為遲延性溶劑及酚醛樹脂烘烤涂料的溶劑。
[0003]《環(huán)氧丙烷嵌入乙酸酐合成1，2_丙二醇二乙酸酯的綠色化學(xué)途徑》報(bào)道了一種用乙酸酐和環(huán)氧丙烷在高壓釜中合成丙二醇甲醚二乙酸酯的方法。缺陷有反應(yīng)需高壓(0.4-0.6Mpa);反應(yīng)溫度較高(130_135°C );用反應(yīng)釜間歇反應(yīng)效率低，產(chǎn)量低，不利于大規(guī)模生產(chǎn)；滴加投料方式速度慢，工藝過程復(fù)雜。反應(yīng)物乙酸酐為管制型藥品。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明目的是提出一種能克服現(xiàn)有生產(chǎn)技術(shù)方法所帶來缺陷的1，2-丙二醇二乙酸酯的生產(chǎn)方法。
[0005]本發(fā)明在催化劑存在的條件下，以丙二醇甲醚和醋酸為原料，進(jìn)行酯化反應(yīng)，生產(chǎn)的1，2-丙二醇二乙酸酯粗品經(jīng)過精餾后取得1，2-丙二醇二乙酸酯精品；其特征是:所述催化劑為金屬離子改性的具有復(fù)合增強(qiáng)型大孔的苯乙烯-二乙烯基苯磺酸型酸性陽離子交換樹脂，所述離子交換樹脂是以苯乙烯和二乙烯基苯單體聚合并在苯環(huán)上磺化制成的，單體中二乙烯基苯的摩爾數(shù)占36%~40%，加入重量占單體總量3%-4%的納米級碳化硅晶須，采用離子交換法對離子交換樹脂進(jìn)行改性，所述離子為Zn2+、Fe3+、Al3+、Na+、Fe2+或K+中的任意一種。
[0006]本發(fā)明采用的催化劑性高，壽命長，產(chǎn)品選擇性和收率高，副產(chǎn)物少。失活后經(jīng)過過濾、回收、酸處理、烘干后可重復(fù)利用。
[0007]本發(fā)明可連續(xù)化生產(chǎn)1，2-丙二醇二乙酸酯(PGDA)，操作方式簡單，原料空速高，顯著提高了 1，2-丙二醇二乙酸酯的生產(chǎn)效率，降低其生產(chǎn)成本，且能減少固體污染物和廢水排放，反應(yīng)產(chǎn)物無需大量堿進(jìn)行中和，催化劑使用壽命長。具有極佳的規(guī)模話工業(yè)應(yīng)用價(jià)值。
[0008]本發(fā)明所述酯化反應(yīng)的溫度條件為115~125°C。對于酯化反應(yīng)，溫度低時(shí)，反應(yīng)速度低，產(chǎn)物的收率低；溫度高時(shí)，催化劑易失活、結(jié)塊、產(chǎn)品中重組分含量變高。
[0009]所述丙二醇甲醚和醋酸的投料摩爾比為1:1.5~2。投料比低時(shí)，可以節(jié)約物料，反應(yīng)速度較快，但是反應(yīng)物的收率低；投料比比高時(shí)，能耗增加。
[0010]為了保證物料到達(dá)固定床反應(yīng)器時(shí)，溫度能最快達(dá)到所需的反應(yīng)溫度，本發(fā)明先將丙二醇甲醚和醋酸預(yù)熱至100°c后與催化劑混合。【具體實(shí)施方式】
[0011]一、制備催化劑:
1、請?jiān)敿?xì)介紹催化劑的制備方法:
將732#離子交換樹脂用去離子水洗至流出清水后，用4%NaOH浸泡8_12h，然后用去離子水洗至中性，再用5%鹽酸浸泡8-12h，制得H+型樹脂。取質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1%~10%的ZnCl2、FeCl3、A1C13、NaCl、FeCl2或KCl中的一種溶液，在一定溫度下與離子交換樹脂進(jìn)行離子交換，最后用去離子水洗至無Cl—存在，在真空烘箱中干燥至恒重，既得改性離子交換樹脂催化劑。
[0012]2、催化劑的特征:
具有金屬離子、增強(qiáng)型、大孔等特性。
[0013]二、生產(chǎn)1，2_丙二醇二乙酸酯(PGDA):
在固定床反應(yīng)器中，以1:1.5~2的摩爾比將丙二醇甲醚和醋酸進(jìn)行混合，并預(yù)熱至100°C，然后以40L/h的流量連續(xù)通入制備的催化劑，將反應(yīng)體系升溫至115~125°C進(jìn)行酯化反應(yīng)，反應(yīng)的空速為41-1，待反應(yīng)結(jié)束后將產(chǎn)物放入脫水塔進(jìn)行脫水。
[0014]脫水是在共沸劑苯的存在下，于64~67 °C形成共沸物，經(jīng)過冷凝分層，上層的有機(jī)相返回脫水塔，下層的水相去水處理。同時(shí)，脫水塔塔釜物料進(jìn)入脫輕。
[0015]脫輕時(shí)塔頂輕組分回流返回固定床反應(yīng)器中繼續(xù)進(jìn)行酯化反應(yīng)。脫輕的塔釜物料進(jìn)入精餾塔精餾，在塔頂精餾出純度為99.5%以上的產(chǎn)品——I, 2-丙二醇二乙酸酯(PO)A)。
[0016]下表為酯化反應(yīng)溫度為120°C的不同丙二醇甲醚和醋酸投料比的原料、酯化生成的1，2-丙二醇二乙酸酯(精餾前)的匯總表:
下表為，以1: 1.8的投料摩爾比將丙二醇甲醚和醋酸進(jìn)行混合，在不同的溫度條件下
進(jìn)行酯化反應(yīng)后取得的PGDA (精餾前)的匯總表:
【權(quán)利要求】
1.一種1，2-丙二醇二乙酸酯的生產(chǎn)方法，在催化劑存在的條件下，以丙二醇甲醚和醋酸為原料，進(jìn)行酯化反應(yīng)，生產(chǎn)的1，2-丙二醇二乙酸酯粗品經(jīng)過精餾后取得1，2-丙二醇二乙酸酯精品；其特征在于所述催化劑為金屬離子改性的具有復(fù)合增強(qiáng)型大孔的苯乙烯-二乙烯基苯磺酸型酸性陽離子交換樹脂，所述離子交換樹脂是以苯乙烯和二乙烯基苯單體聚合并在苯環(huán)上磺化制成的，單體中二乙烯基苯的摩爾數(shù)占36%~40%，加入重量占單體總量3%-4%的納米級碳化硅晶須，采用離子交換法對離子交換樹脂進(jìn)行改性，所述離子為Zn2+、Fe3+、Al3+、Na+、Fe2+ 或 K+ 中的任意一種。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述1，2-丙二醇二乙酸酯的生產(chǎn)方法，其特征在于所述酯化反應(yīng)的溫度條件為115~125 °C。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述1，2-丙二醇二乙酸酯的生產(chǎn)方法，其特征在于所述丙二醇甲醚和醋酸的投料摩爾比為1:1.5~2。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述1，2-丙二醇二乙酸酯的生產(chǎn)方法，其特征在于先將丙二醇甲醚和醋酸預(yù)熱至100°C 后再與催化劑混合。
【文檔編號】B01J31/10GK103467288SQ201310415755
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年9月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月13日
【發(fā)明者】吳義彪, 陳忠平, 吳增才, 許飛, 李冬春, 潘學(xué)林 申請人:江蘇華倫化工有限公司