一种乙二醇单叔丁基醚的制备与精制方法技术

本发明专利技术涉及石油化工领域，提供一种乙二醇单叔丁基醚的制备和精制方法。所述发明专利技术通过在酸性催化剂下，将一定配比的乙二醇、混合C4和第三组份叔丁醇在温度10～60℃、压力0.2～1.5MPa，空速0.1～10.0h‑1条件下进行醚化反应。最后通过分离精制获得乙二醇单叔丁基醚。通过第三组份叔丁醇的添加有效抑制了副产物的生成，提高乙二醇单叔丁基醚反应选择性高，精制工艺简单，能耗低，环境友好。

Preparation and purification of a ethylene glycol mono tert butyl ether

The invention relates to the field of petroleum chemical industry, providing a preparation and refining method of ethylene glycol mono tert butyl ether. The invention in the presence of acid catalyst, the ratio of ethylene glycol, the mixture of C4 and third components of tert butyl alcohol at a temperature of 10 ~ 60 DEG C and a pressure of 0.2 ~ 1.5MPa, 0.1 ~ 10.0h etherification reaction velocity under the condition of 1. At last, the ethylene glycol Mont butyl ether was obtained by separation and purification. The addition of third components of tert butyl alcohol effectively inhibited the formation of by-products, and improved the selectivity of ethylene glycol tert butyl ether, which is characterized by high selectivity, simple process, low energy consumption and environmental friendliness.

【技术实现步骤摘要】
一种乙二醇单叔丁基醚的制备与精制方法
本专利技术涉及石油化工
，尤其涉及乙二醇单叔丁基醚的制备与精制方法。
技术介绍
芳烃类溶剂具有高光化学活性，近年来，一些国家为防止其排放造成空气污染，对其使用进行限制，为了寻找合适的替代产品，具有优良的溶剂性能和低光化学活性的乙二醇单叔丁基醚(ETB)逐渐受到重视，且广泛应用于涂料、油墨、洗涤等行业。虽然许多公司相继探索发展了较多乙二醇单叔丁基醚的制备方法，但是适于工业应用的较少，目前主要采用乙二醇与异丁烯在酸性催化剂下反应制备得到目标产物。国外乙二醇叔丁基醚的生产和利用,沈景余.精细石油化工，1996,9(5):45～50中公开了日本丸善公司制备工艺，所述制备工艺采用乙二醇与石脑油裂解副产C4馏分(混合C4)中异丁烯在强酸性离子交换树脂催化剂下反应，反应物停留时间1h,反应器进料温度90℃、压力2.0MPa,原料乙二醇(EG)与异丁烯(IB)的摩尔比为2.7∶1。反应生成气出口温度为119℃、压力1.7MPa，一些反应生成物循环回反应器,以抑制副产乙二醇双叔丁基醚(DBE)的产生,设置的循环量使ETB∶IB在原料中摩尔比为1∶1，DBE∶IB摩尔比0.5∶1。IB转化率81％，ETB选择性可达83％。其分离过程采用4个塔完成，反应后生成物首先进入C4汽提塔，塔顶分离出混合C4，塔底物料进入共沸塔；在共沸塔中，使用水作为共沸剂，从共沸塔塔顶分离出的乙二醇双叔丁基醚(DBE)和乙二醇单叔丁基醚(ETB)混合物去DBE塔，而共沸塔塔底分离出的乙二醇单叔丁基醚(ETB)和乙二醇(EG)混合物去ETB塔；DBE塔塔顶分离出乙二醇双叔丁基醚(DBE)和乙二醇单叔丁基醚(ETB)的混合物返回共沸塔进行再次分离，塔底分离出纯度较高的乙二醇双叔丁基醚(DBE)返回反应器入口作为反应物料；ETB塔塔顶分离出乙二醇单叔丁基醚(ETB)纯品，塔底分离出乙二醇(EG)循环返回反应器入口作为反应物料。但这种工艺存在DBE循环比太大、乙二醇单叔丁基醚选择性较低、碳八(二异丁烯)副产物生成较多和能耗较高的问题。此外，乙二醇特丁醚合成工艺的开发研究,谢在库、卢文奎、朱跃亮、张辉.精细石油化工，1997,5(3):19～22也对ETB的制备工艺进行了研究，并建立了150t/a中试装置，使用混合C4、乙二醇和强酸性离子交换树脂合成ETB，反应温度40～50℃，反应压力1.0MPa，反应空速1.6～2.0，异丁烯单程转化率～95％，ETB选择性83～85％。其工艺流程与日本丸善公司基本相同，分离过程的前3个塔依次为脱C4塔、共沸塔和ETB精制塔，反应生成物首先在脱C4塔分离出混合C4；再在共沸塔顶把夹带有ETB和二异丁烯的DBE的混合物成为混醚作为副产物分离出来，共沸塔底为ETB和乙二醇的混合物再进入ETB精制塔；塔顶分离出ETB纯品，塔底分离出的乙二醇进入乙二醇单蒸塔；塔底分离出循环乙二醇物料中的杂质(估计是乙二醇的聚合物)，塔顶乙二醇循环到反应器入口作为反应物料。这种工艺存在ETB选择性较低(83～85％)、DBE和碳八(二异丁烯)等副产物生成较多(15～30％)、精制乙二醇能耗较高和ETB收率较低的问题。因此探索具有高选择性，节能环保的乙二醇单叔丁基醚的制备和精制方法具有重要价值。
技术实现思路
专利技术概述本专利技术提供一种乙二醇单叔丁基醚选择性高，副产物少的乙二醇单叔丁基醚的制备方法，该方法具有便捷、节能、环保易于工业化生产的特点。本专利技术人经过长期的试验，多次试验尝试，发现在采用的乙二醇和混合C4作为反应起始物料的制备乙二醇单叔丁基醚的方法中，加入适量的叔丁醇可以有效地提高乙二醇单叔丁基醚的选择性，抑制副产物的产生(如，抑制碳八的生成)，再经过分离精制得到乙二醇单叔丁基醚，有效地优化了现有的乙二醇单叔丁基醚的制备方法。在本专利技术中，叔丁醇作为副产物反应的抑制剂具有意想不到的效果。术语定义“醇烯比”为进料乙二醇组分质量流量/进料异丁烯组分质量流量。“循环比”为反应循环物料质量流量/与反应进料质量流量。“ETB选择性”为生成ETB消耗的异丁烯的质量流量/反应器中全部消耗的异丁烯的质量流量。“EG”为乙二醇的简称。“IB”为为异丁烯的简称。“ETB”为乙二醇单叔丁基醚的简称。“EDB”为乙二醇双叔丁基醚的简称。“混合C4”为混合碳四的简称，是一种液化石油气。“碳八”为异丁烯的二聚物，亦称二异丁烯“碳十二”为异丁烯的三聚物，亦称三异丁烯“反应产物”为反应器出口的未经分离的混合物。“粗产品”本专利技术所述的“粗产品”是指反应产物经过分离去除了过剩的反应物如乙二醇和混合C4而获得的未经精制的反应产物，这种粗产物还含有碳八等副产物。本专利技术所述“含量”，除有特别说明外，均是指质量百分比含量，wt％。专利技术详述本专利技术提供一种乙二醇单叔丁基醚的制备方法，所述方法在酸性催化剂存在情况下，采用乙二醇和混合C4作为起始反应物料，加入叔丁醇混合后在反应器中进行醚化反应，然后经过分离精制获得乙二醇单叔丁基醚。本专利技术所述的反应物料混合C4在石油化工中是一种常用的液化石油气。混合C4中异丁烯的体积含量是20～99.99％，在一些实施例中混合C4中异丁烯的体积含量是30～99.99％。在一些实施例中，所述的酸性催化剂为酸性离子交换树脂、杂多酸、杂多酸盐或分子筛等。优选酸性离子交换树脂，更优选聚苯乙烯磺酸基离子交换树脂。在一些实施例中，所述的起始反应物料乙二醇和混合C4中，乙二醇与混合C4的醇烯比是1:1～5:1。在一些实施例中，根据反应器出口处的叔丁醇含量调整确定叔丁醇的进料量，反应器出口处的叔丁醇含量可以是2.0～10.0wt％。在一些实施例中，所述方法的反应温度是10～60℃。在一些实施例中，所述方法的反应压力是0.2～1.5MPa。在一些实施例中，所述反应的空速是0.1～10.0h-1。更进一步地，本专利技术所述的乙二醇单叔丁基醚制备方法，还可以将反应器出口的部分反应产物循环返回反应器中。在一些实施例中，循环比为0.5～4.0。适当的反应产物循环可以取热，减少副反应，还可以均匀反应器内的温度。在一些实施例中，本专利技术所述的一种乙二醇单叔丁基醚的制备方法，在酸性离子交换树脂中，将乙二醇、异丁烯体积含量为30～99.99％的混合C4和叔丁醇置于反应器中进行醚化反应，其中反应条件是：温度10～60℃；压力0.2～1.5MPa；空速0.1～10.0h-1；起始反应物料中，乙二醇与混合C4的醇烯比是1:1～5:1；反应器出口处的叔丁醇含量是2.0～8.0wt％醚化反应后部分反应产物在反应器出口循环返回反应器中，循环比是0.5～4.0。在一些实施例中，起始反应物料中所述的乙二醇与混合C4的醇烯比是2:1～4:1。在一些实施例中，反应器出口处的叔丁醇含量是4.0～8.0wt％。在一些实施例中，所述方法的反应温度是30～50℃。在一些实施例中，所述方法的反应压力是0.5～1.0MPa。在一些实施例中，所述反应的空速是1.0～2.0h-1。在一些实施例中，醚化反应后部分反应产物在反应器出口循环返回反应器中，循环比是1.0～2.0。在一些实施例中，本专利技术所述的一种乙二醇单叔丁基醚的制备方法，在苯乙烯磺酸基阳离子交换树脂中，将乙二醇、异丁烯体积含量为3本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种乙二醇单叔丁基醚的制备方法，所述方法在酸性催化剂存在情况下，采用乙二醇和混合C4作为起始反应物料，加入叔丁醇混合后在反应器中进行醚化反应，然后经过分离精制获得乙二醇单叔丁基醚。

【技术特征摘要】
1.一种乙二醇单叔丁基醚的制备方法，所述方法在酸性催化剂存在情况下，采用乙二醇和混合C4作为起始反应物料，加入叔丁醇混合后在反应器中进行醚化反应，然后经过分离精制获得乙二醇单叔丁基醚。2.根据权利要求1所述的制备方法，所述方法还包括将反应器出口的部分反应产物循环返回反应器中，循环比为0.5～4.0。3.根据权利要求2所述的制备方法，所述酸性催化剂是酸性离子交换树脂；所述的起始反应物料乙二醇和混合C4中，乙二醇与混合C4的醇烯比是1:1～5:1；反应温度是10～60℃；反应压力是0.2～1.5MPa；反应的空速是0.1～10.0h-1；反应器出口处叔丁醇的含量是2.0～10.0wt％。4.根据权利要求3所述的制备方法，在苯乙烯磺酸基阳离子交换树脂中，将乙二醇、异丁烯体积含量为30～99.99％的混合C4和叔丁醇置于反应器中进行醚化反应，其中反应条件是：温度是约20℃；压力是约1.0MPa；空速是约1.0h-1；乙二醇与混合C4的醇烯比是约2.0:1；反应器出口处叔丁醇的含量是约8.5wt％；醚化反应后部分反应产物在反应器出口循环返回反应器中，循环比是约1.0。5.根据权利要求3所述的制备方法，在苯乙烯磺酸基阳离子交换树脂中，将乙二醇、异丁烯体积含量为30～99.99％的混合C4和叔丁醇置于反应器中进行醚化反应，其中反应条件是：温度是约30℃；压力是约0.7MPa；空速是约1.0h-1；乙二醇与混合C4的醇烯比是约2.5:1；反应器出口处叔丁醇的含量是约5.5wt％；醚化反应后部分反应产物在反应器出口循环返回反应器中，循环比是约1.5。6.根据权利要求3所...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙广，
申请(专利权)人：孙广，
类型：发明
国别省市：广东,44