CN110407725B - 一种2-巯基乙醇的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于化工领域，具体涉及一种2‑巯基乙醇的制备方法。本发明采用微通道反应技术，反应过程中副产物量低于0.3％，精馏脱除溶剂、催化剂后，塔釜内物料含量即达到目前市场≥99.5％的要求，降低副产物的同时，巯基乙醇收率(以环氧乙烷计)提高至99％以上，且降低了一次精馏频次，进而降低分离的能耗及成本。
Description
技术领域
本发明属于化工领域，具体涉及一种2-巯基乙醇的制备方法。
背景技术
目前国内外均采环氧乙烷法生产2-巯基乙醇，工艺一般为硫化氢与环氧乙烷在溶剂、催化剂及一定压力温度下直接合成2-巯基乙醇；生产工艺按照反应压力分为常压法和加压法两种，国外多使用高压法，反应压力从1.0-3.5MPa,反应时间为5-60min；国内使用都为常压法，反应压力在0.1-0.5MPa，常压法对设备要求不高，但副产物较多，因而转化率和收率都相对高压法较低。
现有技术：目前国内对2-巯基乙醇合成方法已有报道，例如四川化工2018年04期【用脱硫废气生产2-巯基乙醇的合成工艺研究】中提到液相低压合成工艺，采用了液态有机碱性化合物作催化剂，原料硫化氢被吸收液吸收后以液态方式和环氧乙烷反应，环氧乙烷以气态或液态方式进料。反应产物经蒸馏分离出溶剂和催化剂并返回前工段循环使用。粗产品经减压精馏得到合格的2-巯基乙醇产品。残液虽可进一步回收得到硫二甘醇产品，但硫代二甘醇市场小，且回收的硫代二甘醇色度偏高，使得其价值大大降低。
低压液相法副产物量较高，且为保障2-巯基乙醇含量高于99.5％，在脱除溶剂催化剂后，还需对2-巯基乙醇进行二次精馏，让2-巯基乙醇在塔顶采出，此过程使2-巯基乙醇收率再次降低至(95％-96％)，且二次精馏也使能耗增加。
发明内容
为了克服上述技术缺陷，本发明采用微通道反应技术，反应过程中副产物量低于0.3％，精馏脱除溶剂、催化剂后，塔釜内物料含量即达到目前市场≥99.5％的要求，降低副产物的同时，巯基乙醇收率(以环氧乙烷计)提高至99％以上，且降低了一次精馏频次，进而降低分离的能耗及成本。
具体的，本发明采用的技术方案为，一种2-巯基乙醇的制备方法，包括：
步骤1：在高压釜内加入一定量的溶剂、催化剂，调节至所需温度后，通入硫化氢气体，待釜温开始降低时，继续通硫化氢升至一定压力；
步骤2：将步骤1所得混合液以一定流量打入微通道反应器中，同时按比例控制环氧乙烷进入微通道反应器中的流量，控制反应温度及压力，进行反应，得粗品(反应温度稳定后开始收取粗品)；
步骤3：将粗品加入精馏塔内，进行减压精馏，脱除硫化氢、溶剂、催化剂后釜液即为2-巯基乙醇产品。
步骤1中溶剂为甲醇、四氢呋喃、氯仿、水中的一种或多种；
步骤1中溶剂、催化剂优选质量比为1～6:1，优选1～4：1，更优选1.5～2.5：1；
步骤1中所述催化剂为三乙胺；
步骤1中所述的温度为0-15℃，优选6-10℃；
步骤1中压力为0.3～1.2Mpa，优选0.5-1.0Mpa；
步骤2中硫化氢吸收液与环氧乙烷质量配比为8～15:1，优选10～13：1；
步骤2中微通道反应器内优选停留时间为60～120s，优选90-110s。
步骤2中优选反应温度30～70℃,优选40～60℃。
步骤2中反应压力为0.5～1.2mpa，优选0.5～1.0Mpa。
本发明的特点在于：使用微通道反应器(该反应器为现有技术，常规市售可得，例如：康宁G1玻璃反应器)合成，有利于增加反应物和催化剂的接触概率和传质传热性能，提高反应效率；反应温度30-70℃，优选40-60℃，提高反应速率，降低反应时间；吸收硫化氢的溶剂使用四氢呋喃、甲醇(现有技术一般以甲醇作为溶剂)，硫化氢吸收液与环氧乙烷质量配比8-15:1以及反应压力0.5-1.2Mpa，提高巯基乙醇的选择性的同时降低了操作难度，降低成本，且将巯基乙醇选择性由使用管式反应器的97-98％提高至99.5％以上，使硫代二甘醇含量≤0.3％，产品无需与副产物分离即能达到质量要求，降低分离能耗。综上所述，本发明采用微通道反应技术，对整体反应进行改进，使得反应过程中副产物硫代二甘醇含量低于0.3％，精馏脱除溶剂、催化剂后，塔釜内物料含量即达到现市场≥99.5％的要求，且在降低副反应的同时，降低一次精馏频次，进一步降低了分离能耗及成本。
具体实施方式
以下通过实施例形式的具体实施方式，对本发明的上述内容做进一步的详细说明，但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实例。凡基于本发明上述内容所实现的技术均属于本发明的范围，除特殊说明外，下述实施例中均采用常规现有技术完成。
实施例1
在高压釜内将甲醇、三乙胺按2:1比例配置500g，降低温度为10℃，通入硫化氢至压力稳定至0.3mpa，启动温控模块，将硫化氢吸收液和环氧乙烷按10：1的质量比例通入微通道反应器，控制反应温度40℃，反应压力0.7mpa，反应停留时间60s，减压脱除硫化氢、甲醇、三乙胺后，釜液中巯基乙醇含量99.52％，硫代二甘醇含量0.38％，以环氧乙烷计巯基乙醇收率99.02％。
实施例2
在高压釜内将甲醇、水、三乙胺按3:0.5:1的质量比例配置500g，降温温度为5℃，通入硫化氢至压力稳定至0.5mpa，启动温控模块，将硫化氢吸收液和环氧乙烷按13：1的质量比例通入微通道反应器，控制反应温度50℃，反应压力0.5mpa，反应停留时间90s，减压脱除硫化氢、甲醇、水、三乙胺后，釜液中巯基乙醇含量99.68％，硫代二甘醇含量0.21％，以环氧乙烷计巯基乙醇收率99.21％。
实施例3
在高压釜内将甲醇、氯仿、三乙胺按3:0.5:1的质量比例配置500g，降温温度为5℃，通入硫化氢至压力稳定至0.7mpa，启动温控模块，将硫化氢吸收液和环氧乙烷按15：1的质量比例通入微通道反应器，控制反应温度60℃，反应压力0.6mpa，反应停留时间75s，减压脱除硫化氢、甲醇、氯仿、三乙胺后，釜液中巯基乙醇含量99.5％，硫代二甘醇含量0.43％，以环氧乙烷计巯基乙醇收率97.3％。
实施例4
在高压釜内将四氢呋喃、三乙胺按4:1的质量比例配置500g，降温温度为10℃，通入硫化氢至压力稳定至0.6mpa，启动温控模块，将硫化氢吸收液和环氧乙烷按10：1的质量比例通入微通道反应器，控制反应温度55℃，反应压力0.7mpa，反应停留时间75s，减压脱除硫化氢、四氢呋喃、三乙胺后，釜液中巯基乙醇含量收率99.69％，硫代二甘醇含量0.11％，以环氧乙烷计巯基乙醇收率99.34％。
实施例5
在高压釜内将四氢呋喃、水、三乙胺按:4:0.2：1的质量比例配置500g，降温温度为5℃，通入硫化氢至压力稳定至0.5mpa，启动温控模块，将硫化氢吸收液和环氧乙烷按13：1的质量比例通入微通道反应器，控制反应温度35℃，反应压力0.7mpa，反应停留时间90s，减压脱除硫化氢、四氢呋喃、水、三乙胺后，釜液中巯基乙醇含量99.88％，硫代二甘醇含量0.07％，以环氧乙烷计巯基乙醇收率99.42％。
对比例1
在高压釜内将甲醇、三乙胺按2:1的质量比例配置500g，降温温度为5℃，通入硫化氢至压力稳定至0.6mpa，启动温控模块，将硫化氢吸收液和环氧乙烷按15：1的质量比例通入管式反应器，控制反应温度40℃，反应压力0.5mpa，反应停留时间160s，减压脱除硫化氢、甲醇、三乙胺后，釜液中巯基乙醇含量97.02％，硫代二甘醇含量2.94％，以环氧乙烷计巯基乙醇收率95.11％。
对比例2
在高压釜内将甲醇、三乙胺按4:1的质量比例配置500g，降温温度为5℃，通入硫化氢至压力稳定至0.6mpa，启动温控模块，将硫化氢吸收液和环氧乙烷按10：1的质量比例通入管式反应器，控制反应温度50℃，反应压力1.0mpa，反应停留时间160s，减压脱除硫化氢、甲醇、三乙胺后，釜液中巯基乙醇含量97.43％，硫代二甘醇含量2.38％，以环氧乙烷计巯基乙醇收率95.8％。
Claims (7)
1.一种2-巯基乙醇的制备方法，其特征在于，具体步骤包括：
步骤1：在高压釜内加入溶剂、催化剂，调节至所需温度后，通入硫化氢气体，待釜温开始降低时，继续通硫化氢升至一定压力；
步骤2：将步骤1所得混合液打入微通道反应器中，环氧乙烷进入微通道反应器中，控制反应温度及压力，进行反应，得粗品；
步骤3：将粗品进行减压精馏，脱除硫化氢、溶剂、催化剂后釜液即为2-巯基乙醇产品；
步骤2中硫化氢吸收液与环氧乙烷质量比为8～15:1；
步骤2中微通道反应器内停留时间为60～120s；反应温度30～70℃；
步骤2中反应压力为0.5～1.2Mpa。
2.根据权利要求1所述的一种2-巯基乙醇的制备方法，其特征在于，步骤1中溶剂为甲醇、四氢呋喃、氯仿、水中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的一种2-巯基乙醇的制备方法，其特征在于，步骤1中溶剂、催化剂质量比为1～6:1；步骤1中所述催化剂为三乙胺。
4.根据权利要求3所述的一种2-巯基乙醇的制备方法，其特征在于，步骤1中溶剂、催化剂质量比为1～4：1。
5.根据权利要求1所述的一种2-巯基乙醇的制备方法，其特征在于，步骤1中所述的温度为0-15℃；步骤1中压力为0.3～1.2Mpa。
6.根据权利要求1所述的一种2-巯基乙醇的制备方法，其特征在于，步骤1中溶剂、催化剂质量比为1.5～2.5：1；所述的温度为6-10℃；压力为0.5-1.0Mpa。
7.根据权利要求1所述的一种2-巯基乙醇的制备方法，其特征在于，步骤2中硫化氢吸收液与环氧乙烷质量配比为10～13：1；微通道反应器内停留时间为90-110s；反应温度40～60℃；反应压力为0.5～1.0Mpa。
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