一种制备电子级丙二醇甲醚醋酸酯的分离提纯方法技术

本发明专利技术涉及一种制备电子级丙二醇甲醚醋酸酯的分离提纯方法。通过采用分离主塔附带侧线塔的精馏装置代替原有的双塔精馏装置，同时结合脱水塔的方式，对含有丙二醇甲醚，醋酸，水及少数重组分的粗产品丙二醇甲醚醋酸酯进行分离提纯，并通过离子交换树脂床对其中含有的金属离子如Fe

【技术实现步骤摘要】
一种制备电子级丙二醇甲醚醋酸酯的分离提纯方法
本专利技术涉及一种制备电子级丙二醇甲醚醋酸酯的提纯方法，属于分离提纯领域。
技术介绍
电子级丙二醇甲醚醋酸酯是一类性能优良的精细化学品，由于其具有三个化学功能很强的溶解力因子(基团)—醚键、羟基和酯基，对极性和非极性的物质均有很强的溶解能力，素有“万能”溶剂之称，作为溶剂或有机原料被广泛用于涂料、油漆、印刷、燃料、皮革、感光材料、电子化学品、高级清洗剂、合成制动液和喷气燃料添加剂等工业领域。作为一种常见的电子化学品，在现代集成电路(IC)行业和平板显示器(FDP)行业，电子级丙二醇甲醚醋酸酯主要用于光刻胶制备溶剂及光刻胶剥离剂组成，有时也用于集成电路的清洗剂。随着智能穿戴及面板领域快速发展，电子级丙二醇甲醚醋酸酯的需求量越来越大，产品质量要求也不断提高。电子级丙二醇甲醚醋酸酯的质量指标除了常规行业要求的沸程、折光率、酸度及水分含量外，还包括金属离子的含量。目前，一些电子产品生产厂家要求各种金属离子含量小于5ppb(μg/kg)，有的电子产品生产厂家提出了更高要求，要求每一种金属离子的含量小于1ppb，随着集成电路线宽越来越窄，对金属离子含量的要求也会更高。专利CN101993360A公开了一种电子级丙二醇甲醚醋酸酯的制备方法，该专利主要是采用强酸性阳离子交换树脂固体催化剂代替原来的有机酸均相催化剂，使得反应结束后不需要通过加碱中和除去残余酸催化剂，从而避免了反应生成物料中因为加入无机碱而引入金属离子，同时新催化体系催化剂与反应产物容易分离。在后续产品的分离过程中，首先向反应体系中加环己烷或甲苯作为水的夹带剂，通过共沸精馏从塔顶脱除产物中的水；脱水后物料进入下一级精馏处理，塔顶的轻馏分为未反应的醋酸和丙二醇甲醚，返回反应系统循环再利用，塔釜馏分为普通级丙二醇甲醚醋酸酯，再通过脱离子塔，塔顶为电子级产品丙二醇甲醚醋酸酯，塔釜为重组分以及要脱除的金属离子，通过该方法制得的电子级产品丙二醇甲醚醋酸酯中各种金属离子含量低于5ppb。专利CN202519181U公开了一种连续生产电子级丙二醇甲醚醋酸酯装置的技术专利，它的主要措施也是通过改变催化方式进行产品生产优化，把原有的均相催化剂改为为非均相复合固体酸催化剂，将釜式反应器改为两级固定床反应器，从反应器出来的酯化混合物料首先通过脱轻塔脱除混合物中的醋酸和丙二醇甲醚轻组分，塔釜采出粗的丙二醇甲醚醋酸酯进入脱离子塔，塔顶出料为电子级丙二醇甲醚醋酸酯，塔底出料为重组分残液。产品中各种金属含量均小于10ppb，该专利没有涉及反应混合物中水如何脱除。从以上专利公开的内容可以发现，现有制备电子级丙二醇甲醚醋酸酯的专利实质内容大体类似，都是通过改变催化剂的形态来实现优化，将原本的均相反应改为液固非均相反应，这样催化剂与反应物料可以通过相态不同进行分离，避免了均相反应体系反应结束后，为了把液体酸催化剂从反应物料中脱除，加无机碱进行的中和反应过程。没有加无机碱的步骤，也就是说没有引入金属离子进入反应物料体系中，后续分离过程更容易得到金属离子含量十分低的电子级产品。脱除金属离子普遍采用精馏方式。现有专利对反应产物的后续分离过程，存在反应物料重复精馏，产品能耗高，产品纯度低的缺点，本专利技术提供了一种对丙二醇甲醚醋酸酯粗产品进行分离提纯的新方法，该方法通过主塔附带侧线塔的精馏方式代替原有的脱轻塔和脱重塔的双塔精馏方式去除产物中轻组分，精馏后产品进一步通过离子交换树脂床脱除产品中各种金属离子如Fe3+，Na+，K+，Ca2+，Mg2+，以达到电子级产品的要求。采用该方法对粗产品进行分离提纯，能够很好解决生产能耗高，产品纯度低的缺点，所得到产品中酸度(以醋酸计)小于80ppm，水含量小于200ppm，每种金属离子含量低于1ppb，满足了现有电子行业对丙二醇甲醚醋酸酯产品的质量要求。
技术实现思路
本专利技术提供了一种电子级丙二醇甲醚醋酸酯的分离提纯方法。对于现有的丙二醇甲醚醋酸酯分离方法，其采用工艺装置主要采用脱轻塔和脱重塔的双塔精馏方式，整个流程重复精馏，蒸汽消耗量大，且不利于产品中金属离子浓度的降低。为了解决以上不足，获得更高质量的产品，将原有的精馏方式替换为分离主塔附带侧线塔的精馏方式，并将精馏后产品进一步通过离子交换树脂床脱除金属离子。该方法制得的丙二醇甲醚醋酸酯产品纯度高，达到电子化学品质量要求，其中酸度小于80ppm，水含量小于200ppm，每种金属离子含量低于1ppb。本专利技术的技术方案如下：一种电子级丙二醇甲醚醋酸酯的分离提纯方法是：反应器出口含水、丙二醇甲醚和醋酸等轻组分的丙二醇甲醚醋酸酯混合物料从脱水塔中部进料，水在塔中通过夹带剂作用进行分离从塔顶采出，脱水后物料经塔釜采出通过循环泵打进丙二醇甲醚醋酸酯精馏主塔中部，轻重组分分离，未反应原料丙二醇甲醚、醋酸及微量水混合物从塔顶馏出返回反应器循环利用，夹带金属离子和重组分的气态混合物经连接管线进入精馏侧线塔底部，在塔中，丙二醇甲醚醋酸酯向上迁移，重组分协同金属离子通过传质分离返回主塔并塔釜排出，侧线塔塔顶采出丙二醇甲醚醋酸酯产品，后续进入离子交换树脂床进一步脱除金属离子，最终获得金属离子浓度十分低的电子级丙二醇甲醚醋酸酯产品。本专利技术来自反应器合成后丙二醇甲醚醋酸酯混合物料从脱水塔中部进入，采取常压操作。所述脱水塔的操作压力约为0.1MPa，塔顶温度为80-90℃，优选88℃，塔内回流比为1.5-3。本专利技术脱水后混合物料从丙二醇甲醚醋酸酯精馏主塔中部进入，采取加压操作。所述丙二醇甲醚醋酸酯精馏主塔的操作压力为0.12-0.2MPa，塔顶温度为130-160℃，主塔回流比为3-8。本专利技术丙二醇甲醚醋酸酯和夹带的重组分一起通过主塔和侧线塔的连接管线进入侧线塔，采取加压操作。所述丙二醇甲醚醋酸酯精馏侧线塔的操作压力为0.1-0.18MPa，塔顶温度为130-170℃，塔内回流比为0.5-2。所述脱水塔塔顶设置采出水相管线并连接废水槽，塔釜设置采出脱水后物料管线并连接丙二醇甲醚醋酸酯精馏主塔中部；丙二醇甲醚醋酸酯精馏主塔提馏段侧线引出气相连接管线连接丙二醇甲醚醋酸酯精馏侧线塔；精馏主塔塔顶设置采出轻组分混合物管线并返回反应器，塔釜设置采出重组分混合物管线并连接重组分槽；精馏侧线塔塔顶设置采出丙二醇甲醚醋酸酯粗产品管线并连接离子交换树脂床，塔釜设置液相连接管线使重组分返回主塔；离子交换树脂床底部设置采出丙二醇甲醚醋酸酯产品管线并连接产品罐。脱水塔塔顶设置冷凝器连接分相罐，夹带剂物料管线连接分相罐，夹带剂相层顶部设置萃取剂回流管线，水相层底部连接采出管线，塔釜设置再沸器，采用蒸汽加热；脱水后物料管线前端设置循环泵，将物料打入精馏主塔中部；精馏主塔塔顶设置冷凝器，轻组分混合物一部分流入采出管线，一部分通过回流管线返回塔顶，塔釜设置再沸器，加热方式同上；侧线塔塔顶设置冷凝器，丙二醇甲醚醋酸酯粗产品一部分流入采出管线，一部分通过回流管线返回塔顶；脱水塔、精馏主塔及侧线塔塔顶均采用冷却水冷却。所述夹带剂为甲苯，在脱水塔中，甲苯与水形成最低温度共沸物，经塔顶采出进入分相罐进行分相，上层甲苯相返回脱水塔，下层水相由底部采出。所述脱水塔、丙二醇甲醚醋酸酯精馏主塔和侧线塔采用板式塔或填料塔，优选填料塔。若本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备电子级丙二醇甲醚醋酸酯的提纯方法，其特征是反应器出口含水、丙二醇甲醚和醋酸的轻组分中的丙二醇甲醚醋酸酯混合物料从脱水塔中部进料，水在塔中通过夹带剂作用进行分离从塔顶采出，脱水后物料经塔釜采出通过循环泵打进丙二醇甲醚醋酸酯精馏主塔中部，轻重组分分离，未反应原料丙二醇甲醚、醋酸及微量水混合物从塔顶馏出返回反应器循环利用，夹带金属离子和重组分的气态混合物经连接管线进入精馏侧线塔底部，在塔中，丙二醇甲醚醋酸酯向上迁移，重组分协同金属离子通过传质分离返回主塔并塔釜排出，侧线塔塔顶采出丙二醇甲醚醋酸酯产品，后续进入离子交换树脂床进一步脱除金属离子，获得电子级丙二醇甲醚醋酸酯产品。

【技术特征摘要】
1.一种制备电子级丙二醇甲醚醋酸酯的提纯方法，其特征是反应器出口含水、丙二醇甲醚和醋酸的轻组分中的丙二醇甲醚醋酸酯混合物料从脱水塔中部进料，水在塔中通过夹带剂作用进行分离从塔顶采出，脱水后物料经塔釜采出通过循环泵打进丙二醇甲醚醋酸酯精馏主塔中部，轻重组分分离，未反应原料丙二醇甲醚、醋酸及微量水混合物从塔顶馏出返回反应器循环利用，夹带金属离子和重组分的气态混合物经连接管线进入精馏侧线塔底部，在塔中，丙二醇甲醚醋酸酯向上迁移，重组分协同金属离子通过传质分离返回主塔并塔釜排出，侧线塔塔顶采出丙二醇甲醚醋酸酯产品，后续进入离子交换树脂床进一步脱除金属离子，获得电子级丙二醇甲醚醋酸酯产品。2.如权利要求1所述的方法，其特征是自反应器合成后丙二醇甲醚醋酸酯混合物料从脱水塔中部进入，采取常压操作，所述脱水塔塔顶压力为0.1MPa，塔顶温度为80-90℃，塔内回流比为1.5-3；脱水后混合物料从丙二醇甲醚醋酸酯精馏主塔中部进入，采取加压操作，所述丙二醇甲醚醋酸酯精馏主塔塔顶压力为0.12-0.2MPa，塔顶温度为130-1...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨长生，史诺，智娟，张春雨，任思远，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津,12