一种乙二醇单叔丁基醚的合成反应工艺.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111574336A(43)申请公布日2020.08.25(21)申请号202010497113.2(22)申请日2020.06.04(71)申请人天津科技大学地址300457天津市天津经济技术开发区第十三大街9号(72)发明人王红星李海勇郑广强李飞于越(51)Int.Cl.C07C41/06(2006.01)C07C41/42(2006.01)C07C43/13(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图2页(54)发明名称一种乙二醇单叔丁基醚的合成反应工艺(57)摘要本发明公开了一种乙二醇单叔丁基醚的合成反应工艺，包括催化精馏塔(T1)，一级冷凝器(E1)，二级冷凝器(E2)，再沸器(E3)，通过助溶剂循环式催化精馏合成乙二醇单叔丁基醚(ETB)，能够提高乙二醇与异丁烯反应的选择性和ETB产品收率，且通过催化精馏工艺及独到的助溶剂及其添加方式，简化了工艺流程，节能降耗效果显著。CN111574336ACN111574336A权利要求书1/1页1.一种乙二醇单叔丁基醚的合成反应工艺，其特征在于，包括催化精馏塔(T1)、一级冷凝器(E1)、二级冷凝器(E2)和再沸器(E3)，以如下连接关系组合生成乙二醇单叔丁基醚：异丁烯(S1)与补充的助溶剂(S2)从催化精馏塔(T1)中进料，乙二醇(S3)从塔顶进料，异丁烯(S1)与乙二醇(S3)在催化精馏塔(T1)的反应段(R1)中，在助溶剂的作用下，充分接触反应，没有反应的异丁烯和助溶剂汽化后通过上升蒸汽管线进入一级冷凝器(E1)，第一冷凝液(S4)经过回流管线回流至塔顶，不凝汽进入二级冷凝器(E2)，第二冷凝液(S5)回流至塔中；塔内液体经过提馏段(L1)流入再沸器(E3)，塔釜采出物流(S6)流出装置，塔釜回流物流(S7)返回催化精馏塔(T1)；所述塔釜采出物流包括反应产物乙二醇单叔丁基醚、过量的乙二醇以及少量副产物；所述塔釜回流物流包括部分液体汽化；其中，所述的一级冷凝器(E1)采用循环水冷却，二级冷凝器(E2)采用-10℃以下的冷冻介质冷却，再沸器(E3)采用压力0.8Mpa以上的蒸汽加热。2.根据权利要求1所述的合成反应工艺，其特征在于，所述的催化精馏塔中的反应段(R1)填装有催化剂与传质原件组合而成的催化填料，所述催化剂采用酸性离子交换树脂、分子筛、固体酸或杂多酸。3.根据权利要求1所述的合成反应工艺，其特征在于，助溶剂(S2)采用二氧六环、环丁砜、异佛尔酮和/或二甲基亚砜。4.根据权利要求1所述的合成反应工艺，其特征在于，第一冷凝液(S4)组成为助溶剂与异丁烯；所述第一冷凝液(S4)全回流循环至催化精馏塔(T1)塔顶，或，所述第一冷凝液(S4)部分回流循环至催化精馏塔(T1)塔顶、部分采出至催化精馏塔(T1)外。5.根据权利要求1所述的合成反应工艺，其特征在于，乙二醇(S3)进料与异丁烯(S1)进料摩尔比为1～10，催化精馏塔(T1)操作压力0～2barg，催化精馏塔(T1)总回流与异丁烯(S1)进料比R为1～10。2CN111574336A说明书1/4页一种乙二醇单叔丁基醚的合成反应工艺技术领域[0001]本发明属于化工过程强化领域，尤其涉及一种乙二醇单叔丁基醚的合成反应工艺。背景技术[0002]乙二醇单叔丁基醚(ETB)，常温下是无色、透明液体，可与多种有机溶剂互溶，常温下可与水互溶。ETB的HLB值(亲水亲油平衡值)近9.0，其在涂料分散体系中能够起到分散剂、乳化剂、流变剂、助溶剂的作用，能够提高水分散性涂料的干燥速度、平整度、光亮度、附着度；且其具有叔丁基结构，拥有优良的光化学稳定性及安全性。[0003]近年来，随着国家在环保方面要求日益严格，乙二醇单丁醚(BCS)对生殖系统的毒性成为制约行业发展的关键因素。国外已经大规模禁用，国内各大涂料厂商也在谋求BCS的替代品。随着国内乙醇汽油推广，MTBE将大幅下降，异丁烯资源得到大量释放，ETB因为性能与BCS非常接近重新受到关注。[0004]当前，ETB技术路线主要有以下三条：一是环氧乙烷法，环氧乙烷与醇进行醚化反应，得到相应的乙二醇醚和少量的多醇醚；二是合成气法，合成气与缩醛或醛和醇反应来实现，其中原料可以是各种低烷基醛或醇；三是碳四乙二醇法，以丁二烯抽余后的C4和异丁烯为原料，经计量混合后，送入预热器加热到一定的反应温度，然后进入装有强酸性离子交换树脂催化剂的反应器中进行反应。[0005]这些方法各有利弊，利用环氧乙烷法生产乙二醇单叔丁醚时，在有酸或碱等各种催化剂存在下，反应温度和压力较低，应用衬玻璃的压力釜或不锈钢压力釜；合成气法反应温度和压力较高；碳四乙二醇法反应压力稍低于合成气法，反应温度也稍低。以环氧乙烷法生产乙二醇醚，原料环氧乙