联合生产丙二醇甲醚和丙二醇甲醚醋酸酯的方法

摘要

本发明涉及联合生产丙二醇甲醚和丙二醇甲醚醋酸酯的方法，该方法包括将原料环氧丙烷、醋酸甲酯、甲醇混合均匀后，在碱性催化剂存在下，经过反应同时得到丙二醇甲醚和丙二醇甲醚醋酸酯。本发明整个制备过程具有反应条件温和工艺简单、反应时间短、操作容易、转化率和选择性都比较高；不会对环境造成严重的污染，符合绿色环保的要求。

权利要求

1.联合生产丙二醇甲醚和丙二醇甲醚醋酸酯的方法，该方法包括将0.5mol的环氧丙烷，3.0mol的醋酸甲酯，4.4mol的甲醇混合均匀，投入到反应釜中，并加入物质的量为

0.04mol的催化剂叔丁醇钾；将上述混合物加热到70℃进行反应3小时，反应结束后降温到室温；将上述混合物进行常压蒸馏，先蒸馏出混合液醋酸甲酯和甲醇，然后依次蒸馏出丙二醇甲醚和丙二醇甲醚醋酸酯；合成得到的丙二醇甲醚纯度为99.1%，丙二醇甲醚醋酸酯的纯度为99.2%；合成丙二醇甲醚的选择性为24.5%，丙二醇甲醚醋酸酯的选择性为60.0%；合成得到的丙二醇甲醚为1-甲氧基-2-丙醇，丙二醇甲醚醋酸酯为1-甲氧基-2-丙醇醋酸酯。

说明书

联合生产丙二醇甲醚和丙二醇甲醚醋酸酯的方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种生产丙二醇甲醚(PM)和丙二醇甲醚醋酸酯(PMA)的方法，尤其涉及一种以环氧丙烷为原料，经过反应，同时生产丙二醇甲醚和丙二醇甲醚醋酸酯的方法，属于化工合成技术领域。

背景技术

[0002] 丙二醇甲醚是一种性能优良的有机溶剂，具有毒性低、溶解能力强、挥发度低、闪点高、气味温和等优点，目前已经被广泛应用于苯丙乳液、丙烯酸乳液及其乳胶漆体系，具有降低成膜温度、促进其凝聚成膜，并保证涂膜具有良好状态的特性；也可以作为高档电泳漆等各种高档涂料的溶剂；并且在燃料抗冻剂、清洗剂、萃取剂、柔印油墨、丝印油墨、有色金属选矿剂等方面具有多种用途；同时也可用作有机合成的原料。

[0003] 现有技术中合成丙二醇甲醚的方法主要采用环氧丙烷和甲醇在醇钠做催化剂的作用下生成丙二醇甲醚，该方法是目前国内外最为常用的反应路线。该方法在反应条件上对反应压力要求和反应设备要求较高危险性大，不利于进行工业化大生产；而采用的醇钠催化剂是用氢氧化钠与低级脂肪醇反应所得，会有水生成，水又会和环氧丙烷反应生成丙二醇，这样影响了催化剂的活性和选择性，也大大降低了产品纯度。

[0004] 丙二醇甲醚醋酸酯是一种性能优良的低毒高级工业溶剂，对极性和非极性的物质均有很强的溶解能力，既适用于高档涂料、油墨各种聚合物的溶剂，包括氨基甲基酸酯、乙烯基、聚酯、纤维素醋酸酯、醇酸树脂、丙烯酸树脂、环氧树脂及硝化纤维素等；也可以替代三氯乙烷用于液晶显示器生产中的清洗剂和化妆品用溶剂，克服了乙二醇乙醚醋酸酯的毒性。如中国专利申请(CN 101475469A)涉及二元醇醚酯的合成方法，该方法包括以二元醇醚和脂肪酸为原料，反应温度在80～180℃，在酸性催化剂和共沸脱水剂存在下直接酯化合成二元醇醚醋酸酯；酸性催化剂为对甲苯磺酸或甲磺酸，催化剂用量为反应物料总质量的0.05～1％，其特征为：脂肪酸和二元醇醚的摩尔配比为1.0∶0.8～1.5；共沸脱水剂是醋酸异丁酯或醋酸仲丁酯，共沸脱水剂用量为反应物料总质量的5～30。该方法需要在酸过量的条件下进行反应，不仅对设备腐蚀性大，影响设备使用寿命；而且不能解决釜酸的问题导致产品的酸度较高，对下游用户的使用产生了影响。

发明内容

[0005] 本发明针对以上现有技术中所存在的缺陷，提供一种联合生产丙二醇甲醚和丙二醇甲醚醋酸酯的方法。

[0006] 本发明的上述目的是通过以下技术方案得以实现的，一种联合生产丙二醇甲醚和丙二醇甲醚醋酸酯的方法，该方法包括将原料环氧丙烷、醋酸甲酯、甲醇混合均匀后，在碱性催化剂存在下，经过反应同时得到丙二醇甲醚和丙二醇甲醚醋酸酯。

[0007] 本发明以环氧丙烷、醋酸甲酯、甲醇为原料通过混合反应就可以获得丙二醇甲醚和丙二醇甲醚醋酸酯两种产品粗品，然后根据这两种产品的沸点不同，可以在常压条件下蒸馏即可将两者分离，获得纯度较高的丙二醇甲醚和丙二醇甲醚醋酸酯精品。

[0008] 本发明采用碱性催化剂不会有水生成，活性和选择性较高，最终反应生成的产品纯度较高，采用碱性催化剂腐蚀性较小，不会影响设备的使用寿命，也不会对最终产品的质量造成影响。

[0009] 本发明采用的原料醋酸甲酯、甲醇可以是普通技术合成聚乙烯醇的副产物醋酸甲酯与甲醇的混合液，也可以单独通过商购获得。

[0010] 在上述联合生产丙二醇甲醚和丙二醇甲醚醋酸酯的方法中，所述的环氧丙烷、醋酸甲酯、甲醇三者之间的摩尔比为1∶0.1～20.0∶0.1～20.0，从而得到不同比例的丙二醇甲醚和丙二醇甲醚醋酸酯。

[0011] 在上述联合生产丙二醇甲醚和丙二醇甲醚醋酸酯的方法中，所述的碱性催化剂为碱金属的烷氧化合物催化剂、碱性树脂催化剂中的一种；作为优选，所述的碱金属的烷氧化合物催化剂为甲醇钠、甲醇钾、乙醇钠、乙醇钾、异丙醇钠、叔丁醇钠、叔丁醇钾中的一种，所述的碱性树脂催化剂为为碱性离子交换树脂催化剂。如强碱性季胺I型阴离子交换树脂、大孔强碱性季胺I型阴离子交换树脂、大孔强碱性季胺II型阴离子交换树脂等，催化剂用量为反应物料总质量的0.05～5％。

[0012] 在上述联合生产丙二醇甲醚和丙二醇甲醚醋酸酯的方法中，所述的反应温度为40-100℃，进一步优选，所述的反应温度为50-80℃，反应时间为2-6小时。

[0013] 本发明联合生产丙二醇甲醚和丙二醇甲醚醋酸酯的方法的反应方程式如下所示：

[0014]

[0015] 综上所述，本发明具有以下优点：

[0016] 1、本发明整个制备过程具有反应条件温和的优点：反应在压力为物料本身产生的压力下即可完成，蒸馏在常压条件下即可完。

[0017] 2、本发明工艺简单、反应时间短、操作容易、转化率和选择性都比较高。

[0018] 3、本发明整个反应在无溶剂的条件下完成，各物料可回收套用，不会对环境造成严重的污染，符合绿色环保的要求。具体实施例

[0019] 以下通过具体实施例并结合附图对本发明作进一步的说明，但是以下实施例并不限定本发明的范围。

[0020] 本实施方式中所使用的化学试剂均为化学纯。

[0021] 实施例1

[0022] 将0.5mol的环氧丙烷，2.0mol的醋酸甲酯，1.1mol的甲醇混合均匀，投入到反应釜中，并加入物质的量为0.02mol的催化剂甲醇钠；将上述混合物加热到50℃进行反应3小时，反应结束后降温到室温；将上述混合物进行常压蒸馏，先蒸馏出混合液醋酸甲酯和甲醇，然后依次蒸馏出丙二醇甲醚和丙二醇甲醚醋酸酯。合成得到的丙二醇甲醚纯度为99.1％，丙二醇甲醚醋酸酯的纯度为99.4％；合成丙二醇甲醚的选择性为65.0％，丙二醇甲醚醋酸酯的选择性为20.2％；合成得到的丙二醇甲醚为1-甲氧基-2-丙醇，丙二醇甲醚醋酸酯1-甲氧基-2-丙醇醋酸酯。

[0023] 实施例2

[0024] 将0.5mol的环氧丙烷，5.0mol的醋酸甲酯，0.5mol的甲醇混合均匀，投入到反应釜中，并加入物质的量为0.03mol的催化剂乙醇钠；将上述混合物加热到60℃进行反应4小时，反应结束后降温到室温；将上述混合物进行常压蒸馏，先蒸馏出混合液醋酸甲酯和甲醇，然后依次蒸馏出丙二醇甲醚和丙二醇甲醚醋酸酯。合成得到的丙二醇甲醚纯度为99.0％，丙二醇甲醚醋酸酯的纯度为99.2％；合成丙二醇甲醚的选择性为64.0％，丙二醇甲醚醋酸酯的选择性为20.1％；合成得到的丙二醇甲醚为1-甲氧基-2-丙醇，丙二醇甲醚醋酸酯1-甲氧基-2-丙醇醋酸酯。

[0025] 实施例3

[0026] 将0.5mol的环氧丙烷，6.0mol的醋酸甲酯，1.5mol的甲醇混合均匀，投入到反应釜中，并加入物质的量为0.15mol的催化剂甲醇钾；将上述混合物加热到70℃进行反应3小时，反应结束后降温到室温；将上述混合物进行常压蒸馏，先蒸馏出混合液醋酸甲酯和甲醇，然后依次蒸馏出丙二醇甲醚和丙二醇甲醚醋酸酯。合成得到的丙二醇甲醚纯度为99.2％，丙二醇甲醚醋酸酯的纯度为99.5％；合成丙二醇甲醚的选择性为65.1％，丙二醇甲醚醋酸酯的选择性为20.3％；合成得到的丙二醇甲醚为1-甲氧基-2-丙醇，丙二醇甲醚醋酸酯1-甲氧基-2-丙醇醋酸酯。

[0027] 实施例4

[0028] 将0.5mol的环氧丙烷，8.0mol的醋酸甲酯，3.5mol的甲醇混合均匀，投入到反应釜中，并加入物质的量为0.04mol的催化剂乙醇钾；将上述混合物加热到80℃进行反应2小时，反应结束后降温到室温；将上述混合物进行常压蒸馏，先蒸馏出混合液醋酸甲酯和甲醇，然后依次蒸馏出丙二醇甲醚和丙二醇甲醚醋酸酯。合成得到的丙二醇甲醚纯度为99.0％，丙二醇甲醚醋酸酯的纯度为99.3％；合成丙二醇甲醚的选择性为64.2％，丙二醇甲醚醋酸酯的选择性为20.2％；合成得到的丙二醇甲醚为1-甲氧基-2-丙醇，丙二醇甲醚醋酸酯1-甲氧基-2-丙醇醋酸酯。

[0029] 实施例5

[0030] 将0.5mol的环氧丙烷，5.0mol的醋酸甲酯，2.0mol的甲醇混合均匀，投入到反应釜中，并加入物质的量为0.05mol的催化剂乙醇钠；将上述混合物加热到60℃进行反应4小时，反应结束后降温到室温；将上述混合物进行常压蒸馏，先蒸馏出混合液醋酸甲酯和甲醇，然后依次蒸馏出丙二醇甲醚和丙二醇甲醚醋酸酯。合成得到的丙二醇甲醚纯度为99.1％，丙二醇甲醚醋酸酯的纯度为99.5％；合成丙二醇甲醚的选择性为65.2％，丙二醇甲醚醋酸酯的选择性为20.3％；合成得到的丙二醇甲醚为1-甲氧基-2-丙醇，丙二醇甲醚醋酸酯1-甲氧基-2-丙醇醋酸酯。

[0031] 实施例6

[0032] 将0.5mol的环氧丙烷，3.0mol的醋酸甲酯，1.5mol的甲醇混合均匀，投入到反应釜中，并加入物质的量为0.02mol的催化剂异丙醇钠；将上述混合物加热到60℃进行反应4小时，反应结束后降温到室温；将上述混合物进行常压蒸馏，先蒸馏出混合液醋酸甲酯