背景及概述[1][2]
丙二醇醚對人體的毒性低于乙二醇醚類產(chǎn)品,屬低毒醚類。丙二醇甲醚有微弱的醚味,但沒有強刺激性氣味,使其用途更加廣泛安全。丙二醇甲醚是一種環(huán)保型的有機溶劑,在化工生產(chǎn)中的應用極為廣泛。
回收方法[1]
在涂料制備、造紙化學品生產(chǎn)、紙張表面處理等化工生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生大量的丙二醇甲醚廢棄液,研究回收丙二醇甲醚意義非常重大,不僅有非常可觀的經(jīng)濟效益,更有利于環(huán)境保護。丙二醇甲醚的沸點在118~119℃,與苯和甲苯沸點非常接近,可與水互溶。因而在回收丙二醇甲醚的實驗過程中,丙二醇甲醚與苯、甲苯的有效分離是一個難點。郗偉等采用共沸精餾技術(shù),在廢棄液中加入適量的無水乙醇共沸劑的條件下,能以連續(xù)化、產(chǎn)量相對穩(wěn)定的精餾形式分離出高純度的目標產(chǎn)物。條件如下:
(1)精餾塔按間歇生產(chǎn)工藝控制,原料液從塔釜一次性加入,減少與管線的不必要接觸及污染。
(2)緩慢加熱,控制蒸汽壓力在0.3~0.4MPa。
(3)塔頂有低沸點餾分餾出后進行全回流,全回流時間設定為36~60min。
(4)待塔頂溫度穩(wěn)定后,開啟塔頂餾出物閥門,控制回流比1:1至1:0.5,記錄溫度。
(5)塔頂溫度小于110℃按輕組分餾出,110~115℃作為 可疑組分,分二階段取樣分析確認,大于115℃的餾分按正品,每增加1℃,采樣一組,以實際檢測確定后期塔頂溫度取值。
應用 [2-4]
1、合成丙二醇甲醚醋酸酯(PMA)
丙二醇甲醚醋酸酯(PMA)是一種重要的高級溶劑,對極性和非極性的物 質(zhì)均有很強的溶解能力。其溶解性能遠遠高于一般溶劑及丙二醇醚類和乙二 醇醚類溶劑,且與水的混溶性好。PMA可作纖維素、高聚物、橡膠和天然大 分子等的溶劑。由于丙二醇甲醚醋酸酯具有溶解性能高、環(huán)保性能好、熱穩(wěn) 定性優(yōu)、粘度變化小等特點,廣泛應用于涂料、油墨、印染和農(nóng)藥等領域, 并正在取代毒性較大的乙二醇醚及其酯類溶劑。目前工業(yè)上主要采用丙二醇甲醚(PM)與醋酸酯化合成PMA,合成過程中使用傳統(tǒng)的濃硫酸催化劑。該工藝存在濃硫酸對設備嚴重腐蝕、反應物后處理過程復雜,且產(chǎn)生廢渣、廢液污染環(huán)境,同時導致產(chǎn)品收率低、生產(chǎn)成本高、效益差的問題。
CN200510039023.4為丙二醇甲醚醋酸酯(PMA)的合成提供一種能避免上述 缺陷、無污染、低消耗的新工藝。本發(fā)明先將丙二醇甲醚和醋酸、甲苯在對甲基苯磺酸催化作用下進行酯化反應,再經(jīng)脫輕塔將過量丙二醇甲醚回收后進行精餾,取得丙二醇甲醚醋酸酯。本發(fā)明針對合成PMA使用傳統(tǒng)硫酸催化劑存在污染環(huán)境和影響產(chǎn)品的問題進行了新型催化劑的開發(fā)研究。對甲基苯磺酸作為催化劑對合成PMA催化活性高,選擇性好,產(chǎn)品收率高;對現(xiàn)有材質(zhì)為316L地PMA生產(chǎn)設備無腐蝕性;反應物不需要中和除鹽,沒有廢渣、廢液排放,催化劑可循環(huán)使用。該催化劑開發(fā)成功使PMA的生產(chǎn)成為先進的綠色化學,大大簡化了PMA生產(chǎn)的后處理過程,極大地提高了PMA生產(chǎn)的經(jīng)濟效益。本發(fā)明在提高反應過程的選擇性和轉(zhuǎn)化率,經(jīng)濟性、優(yōu)化反應過程設計、簡化后處理過程以及非產(chǎn)品組份的回收利用上,都有傳統(tǒng)催化劑不能替代的優(yōu)點,顯示出很好的工業(yè)應用前景。
2、用于制備電子級丙二醇甲醚醋酸酯
本發(fā)明CN200910168507.7提供的技術(shù)方案為:一種電子級丙二醇甲醚醋酸酯的制備方法,以丙二醇甲醚與醋酸為原料,采用強酸陽樹脂催化劑來進行酯化反應。優(yōu)選地,該制備方法包括以下步驟:
(1)、將丙二醇甲醚和醋酸混勻,進入固定床進行酯化反應, 反應溫度為60℃~100℃,該固定床裝填有強酸陽樹脂催化劑;
(2)、對酯化反應后的物料進行脫水處理,所述脫水處理過程為向 產(chǎn)物中加入環(huán)己烷或甲苯,攪拌均勻,經(jīng)過蒸餾、冷凝,靜置分層,除去水相層;
(3)、經(jīng)過脫水處理后的物料,再經(jīng)過脫離子處理即為電子級丙二醇甲醚醋酸酯。本發(fā)明得到的電子級丙二醇甲醚醋酸酯的金屬離子含量大幅度下降,其金屬離子從250~1000PPb,降至5PPb以下。丙二醇甲醚的轉(zhuǎn)化率為99.5%以上,轉(zhuǎn)化率高。
本發(fā)明實現(xiàn)了電子級丙二醇甲醚醋酸 酯的連續(xù)化生產(chǎn),操作方式簡單,顯著提高生產(chǎn)效率,降低生產(chǎn)成本。 且能減少固體污染物和廢液的產(chǎn)生,減少對設備的腐蝕,符合21世紀綠色化學的要求。
3、制備丙二醇甲醚丁酯化合物
有機酯類化合物是一種良好的溶劑,為合成樹脂業(yè)界,如涂料、墨水、接著及清潔劑等所大量使用。CN94105197.8用丙二醇甲醚(以下簡稱PGM)與異丁酸或正丁酸于酸性觸媒存在下反應生成丙二醇甲醚異丁酯(以下簡稱PMIB)或丙二醇甲醚正丁酯(以下簡稱PMB)。
主要參考資料
[1]郗偉,李濤.共沸精餾法回收丙二醇甲醚的研究與探索[J].精細與專用化學品,2016,24(03):41-44.
[2] CN200510039023.4 合成丙二醇甲醚醋酸酯(PMA)的工藝
[3] CN200910168507.7 電子級丙二醇甲醚醋酸酯的制備方法
[4]CN94105197.8 丙二醇甲醚丁酯化合物和其異構(gòu)物及其制法