CN104892371A - 一种乙二醇二甲醚的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种乙二醇二甲醚的制备方法，属于醚类有机化合物合成技术领域。该方法首先在反应釜中加入一定量的乙二醇单甲醚，然后第一次向乙二醇单甲醚中投入一定量的片碱并搅拌，将反应液温度冷却至15～20℃，再第二次投入一定量的片碱并搅拌后对反应体系降温，将反应液温度控制在25～30℃，反应生成乙二醇单甲醚钠盐；然后向生成的乙二醇单甲醚钠盐溶液中通入一氯甲烷气体，会有白色的氯化钠晶体慢慢析出，反应液为无色或极淡浅黄色，将反应液过滤，滤饼为洁净的氯化钠，滤液为氯化钠的乙二醇二甲醚溶液，将滤液进行蒸馏，流出液为乙二醇二甲醚产品。本发明方法能够同时获得纯度较高的副产品氯化钠，并实现乙二醇二甲醚的清洁生产。
Description
技术领域
本发明属于醚类有机化合物合成技术领域，具体涉及一种乙二醇二甲醚的制备方法。
背景技术
乙二醇二甲醚是一种有醚类气味的无色中性液体，在常压下沸点为83℃，25℃时密度为0.87g/cm3，它化学性质非常稳定，常被用作非质子极性溶剂，能溶解各种树脂和纤维素，还可与水、醇、烃、醚、酯、酮等以任意比例混溶。
目前，乙二醇二甲醚的工业生产方法主要是Williamson合成法，卤代烃选用氯甲烷，为了降低生产成本，工业上一般使用片碱氢氧化钠为原料，但是该法会产生较多的副产物，需要大量的有机介质，增大了能耗。中国专利1142482A报道了以氯甲烷为甲基化剂合成的乙二醇二甲醚方法，该方法以乙二醇单甲醚为起始原料，首先使其与片碱作用形成乙二醇单甲醚钠盐，再向该钠盐溶液中通入氯甲烷气体，最后将反应液蒸馏可得乙二醇二甲醚产品和氯化钠副产物。在传统方法中，由于反应条件控制不好或生产工艺设计不合理，氯化钠副产品通常会呈现红褐色，而氯化钠的脱色处理较为复杂，还会大大增加生产成本，最终氯化钠的经济价值基本丧失。由于副产物氯化钠不能有效用于工业化，是一种极为不合理的生产工艺，更谈不上清洁生产。与国家的有关法规政策不符，因而将乙二醇二甲醚的工业生产转为清洁生产是大势所趋。
在乙二醇二甲醚的传统生产工艺中，由于原料乙二醇甲醚带来的杂质而造成副产物氯化钠容易被污染而发红褐色的技术问题，需要从生产工艺的角度对传统方法进行改进，把握好加料的时机，控制好反应温度，最终可实现乙二醇二甲醚的清洁生产。
发明内容
本发明针对现有乙二醇二甲醚的传统生产工艺中存在的技术问题，提供一种乙二醇二甲醚的清洁制备方法；在该发明方法中，同时获得纯度更高的副产品氯化钠，并使其具有最大的经济效益；本发明方法充分利用反应自身产生的热量，最大限度的节约生产过程中的能耗。使乙二醇二甲醚的生产工艺成为循环生产工艺，从而实现乙二醇二甲醚的清洁生产。
本发明所提供的乙二醇二甲醚的制备方法具体步骤如下：
(1)在反应釜中加入一定量的乙二醇单甲醚，然后第一次向乙二醇单甲醚中投入一定量的片碱，并进行搅拌，然后将反应液温度冷却至15℃～20℃，再第二次向乙二醇单甲醚中投入一定量的片碱，充分搅拌后对反应体系降温，将反应液温度控制在25℃～30℃，反应釜中的乙二醇单甲醚与氢氧化钠反应生成乙二醇单甲醚钠盐；所述乙二醇单甲醚与氢氧化钠的摩尔比为1:0.5，所述第一次向乙二醇单甲醚中投入的片碱量与所述第二次向乙二醇单甲醚中投入的片碱量相同。
(2)向所述步骤(1)中生成的乙二醇单甲醚钠盐溶液中通入一氯甲烷气体，保持反应釜内压力为0.05MPa～0.5MPa，并控制反应体系温度在70℃～75℃，连续通入一氯甲烷气体8小时，伴随着一氯甲烷气体的通入，会有白色的氯化钠晶体慢慢析出，直至反应结束，反应液为无色或极淡浅黄色，不会变红褐色。
(3)将上述步骤(2)得到的反应液过滤，滤饼为洁净的氯化钠，滤液为氯化钠的乙二醇二甲醚溶液，将滤液进行蒸馏，流出液为乙二醇二甲醚产品，残余固体为氯化钠粗品。
本发明所涉及的化学反应式如下：
本发明有以下技术特点：
(1)在加料时，通过调节反应温度来控制反应进程，这样不仅能保证各组分在合适的条件下充分反应，还能减少副反应的发生，从而提高了原料利用率，减少原料的浪费。
(2)向乙二醇单甲醚中加入片碱时，是分布逐渐加入的，这样可保证每次加入的物料很快被反应掉，不会产生大批量固体的沉降结块现象。反之，若对片碱进行一次性投料，很容易引起大量未来得及反应的片碱的堆积，反应物之间的接触面积减小，反应进行缓慢；而且投入片碱后会有大量的热放出，若整个反应体系热交换不均匀，会造成局部过热，随之会产生较多的副反应发生，严重时还会出现一些安全事故。
(3)向乙二醇单甲醚钠盐溶液中通入一氯甲烷时，采取降温措施，可减少副反应发生。由于乙二醇单甲醚钠盐与一氯甲烷反应是放热反应，在高温下乙二醇单甲醚钠盐很容易发生副反应形成副产物，副产物为黄色或红色粘性透明液体，性质较为稳定，与绝大多数有机物相溶性好，所以，生成的副产物氯化钠很容易被污染而带有红色。本发明涉及的“控制反应体系温度在70～75℃”可避免此副反应发生，因此能使生成的氯化钠品质更好，稍加处理即可作为纯品出售，不仅可以大大降低生产成本，还可以带来更好的经济效益。
附图说明
图1为本发明制备方法的工艺流程示意图。
具体实施方式
实施例1：
在反应釜中投入1Kg乙二醇单甲醚液体，然后边搅拌边向反应釜里面投入0.263Kg片碱，同时开启反应釜的冷却水，控制反应釜内温度在18～19℃，待片碱固体完全消失时，再次加入片碱0.263Kg，继续搅拌，同时控制反应釜内温度在27～29℃范围内，待片碱全部消失时继续搅拌20分钟，使各组分充分反应。然后，向反应釜内缓慢通入一氯甲烷气体，保持反应釜内压力为0.05～0.5MPa，由于在通气反应时会有大量热放出，需开大冷凝水，使反应釜内部温度保持在70～75℃，通气时间为8小时。通气结束后，对混合液进行蒸馏，馏出物为二乙二醇二甲醚液体，称重1.02Kg，产率86.4％，残余固体为无色的氯化钠晶体，称重0.670Kg。
实施例2：
在反应釜中投入1.7Kg乙二醇单甲醚液体，然后边搅拌边向反应釜里面投入0.447Kg片碱，同时开启反应釜的冷却水，控制反应釜内温度在18℃，待片碱固体完全消失时，再次加入片碱0.447Kg，继续搅拌，同时控制反应釜内温度在27～28℃范围内，待片碱全部消失时继续搅拌25分钟，使各组分充分反应。然后，向反应釜内缓慢通入一氯甲烷气体，保持反应釜内压力为0.05～0.5MPa，由于在通气反应时会有大量热放出，需开大冷凝水，使反应釜内部温度保持在74～75℃，通气时间为8小时。通气结束后，对混合液进行蒸馏，馏出物为二乙二醇二甲醚液体，称重1.79Kg，产率89.1％，残余固体为无色的氯化钠晶体，称重1.160Kg。
实施例3：
在反应釜中投入2.3Kg乙二醇单甲醚液体，然后边搅拌边向反应釜里面投入0.605Kg片碱，同时开启反应釜的冷却水，控制反应釜内温度在18℃附近，待片碱固体完全消失时，再次加入片碱0.605Kg，继续搅拌，同时控制反应釜内温度在27～28℃范围内，待片碱全部消失时继续搅拌30分钟，使各组分充分反应。然后，向反应釜内缓慢通入一氯甲烷气体，保持反应釜内压力为0.05～0.5MPa，由于在通气反应时会有大量热放出，需开大冷凝水，使反应釜内部温度保持在73～75℃，通气时间为8小时。通气结束后，对混合液进行蒸馏，馏出物为二乙二醇二甲醚液体，称重2.375Kg，产率87.2％，残余固体为无色的氯化钠晶体，称重1.541Kg。
Claims (1)
1.一种乙二醇二甲醚的制备方法，其特征在于该方法具体步骤如下：
(1)在反应釜中加入一定量的乙二醇单甲醚，然后第一次向所述乙二醇单甲醚中投入一定量的片碱，并进行搅拌，然后将反应液温度冷却至15℃～20℃，再第二次向乙二醇单甲醚中投入一定量的片碱，充分搅拌后对反应体系降温，将反应液温度控制在25℃～30℃，所述反应釜中的乙二醇单甲醚与氢氧化钠反应生成乙二醇单甲醚钠盐；所述乙二醇单甲醚与氢氧化钠的摩尔比为1:0.5，所述第一次向乙二醇单甲醚中投入的片碱量与所述第二次向乙二醇单甲醚中投入的片碱量相同；
(2)向所述步骤(1)中生成的乙二醇单甲醚钠盐溶液中通入一氯甲烷气体，保持所述反应釜内压力为0.05MPa～0.5MPa，并控制反应体系温度在70℃～75℃，连续通入一氯甲烷气体8小时，伴随着一氯甲烷气体的通入，会有白色的氯化钠晶体慢慢析出，直至反应结束；
(3)将所述步骤(2)得到的反应液过滤，滤饼为洁净的氯化钠，滤液为氯化钠的乙二醇二甲醚溶液，将滤液进行蒸馏，流出液为乙二醇二甲醚产品，残余固体为氯化钠粗品。
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