乙醇乙氧基化研究

乙醇乙氧基化研究 志蒜.第2卷第3期 乙醇乙氧基化研究 孙洪涛 辽阳石油化[高等专科学校基础部,辽阳111003) 捕曼环氧乙烷厦无水己醇为料,在催化剂作用下台成乙二醇单乙醚,考察了 催化剂用量,温度,反应物摩尔比,反应时问等因素对转化率,产率的影响该工艺过 程简 单.操作容易.三废少,选择性高.收率高,生产的产品是一种性能优异的理想溶剂. 关键调环氧乙烷乙醇催化剂台成乙二醇单乙醚溶剂 环氧乙烷与无水乙醇反应生成的乙二醇单乙 醚是一种中沸点优良通用溶剂J,具有凝点低,互 溶性,渗透性好,扩散力强,溶解性和稀释性优良 等性能,在涂料,油墨,粘台剂,印染,香料,医药, 清洗及液压传动等方面有着极为广泛的应片J,是 一 种性能优异的多官能团溶剂. 本文以环氧乙烷为原料.筛选各种类型的催 化剂.旨在提高合成反应的选择性及产率. 1实验部分 乙氧基化反应在有测量体积流速的半微量装 置上进行,考虑到使用环氧乙烷时的安全性及产 品质量,反应器必须无氧.加人定量乙醇及催化 剂,用氮气预先吹扫反应设备系统.开动搅拌器. 通过加料管加人环氧乙烷(EC-),在一定时间内完 成反应,压力控制在0.2,04MPa,温度以能吸收 环氧乙烷为准,常压除去反应液的前馏分,收集 130,136?(0.1MPa)馏分,纯度用HP一5890一 IIGC测定,经GC—MS,NMR及IR分析确证,所 得产品结构与预期结构一致. 2结果与讨论 2.1催化剂筛选 用浓msO作催化剂反应速度太慢,反应通 常在10hi,2上;用碱金属作催化剂,反应产物分布 太宽,选择性不高,反应几乎没有诱导期,产品呈 黄色;用杂多酸作催化剂,选择性高,反应产物分 布较窄.但其他组分占8%左右,不利于产品后处 理';用BR一乙醚配合物作催化剂,反应温度较 低,但情况与杂多酸催化类似;用碱土金属作催化 剂有一定的诱导期,选择性较碱金属催化剂稍高; 用金属氧化物作催化剂,反应太慢.诱导期较长. 为此我们采用LD一5,LD一8,LD—l2型系列催化 剂.乙二醇单乙醚选择性较好(8O%以上),合成反 应时间短,工艺过程简单,三废少.收率高. 2.2摩尔比对反应的影响(表l】 反应温度以能吸收EO为准,催化剂质量分 数为无水乙醇的0.5%以下,反应时间4h.研究 发现,无水乙醇与环氧乙烷摩尔比越大,EO转化 越完全,乙二醇单乙醚产率越高,高聚物副产品越 少.但无水乙醇量过大,会使后续蒸馏时间过长, 能耗增加,并占据过多的反应容积,降低产量.实 验结果表明,C,OH/EO取3:1为宜. 表l摩尔比对反应的影响 2.3温度对反应的影响【表2) 反应温度对环氧乙烷转化率有重要作用升 高温度能提高环氧乙烷转化率,但温度过高,会使 反应过于剧烈,易生成较多高聚物,产品颜色加 深.实验结果表明,在实际操作中,反应温度以高 于吸收EO温度1O?为宜. 收稿日期:2oo1~o2.08 作者简介:孙拱涛.讲师.大连理工大学在读研究生.从事 由机化学教研工作.发丧4篇, 孙洪涛乙醇乙氧基化研究 表2温度对反应的影响 2.4催化剂用量对反应的影响(表3) 催化剂用量少,反应速度缓慢,老化时间长, 环氧乙烷吸收率低;催化剂用量多会增加副反应, 降低乙二醇单乙醚的产率=实验发现催化剂用量 为0.2%较适宜. 表3催化剂用量对反应的影响 注:催化剂用量无水乙醇质量为基础. 2.5反应时间对反应的影响(表4) 实验发现,在适宜反应温度下,催化剂用量为 02%,EO:C,OH为l3时,随反应时问延长.转 化率和产率均提高.在反应压力降至N2残压时, 老化lh后.转化率和产率提高不明显.故反应时 间以5h为最佳,其中1h为老化时间. 19 表4反应时间对反应的影响 2.6无水乙醇的循环使用 常压蒸馏反应液的前馏分中,还含15%左右 的乙二醇单乙醚,把这些前馏分送回到反应系统 可循环使用. 27产品后处理 反应液呈碱性或酸性,直接精馏会使反应液 中产品及原料发生副反应,所以精馏前需将反应 液中和至中性,其中和量为其碱性或酸性催化剂 用量的70%. 3结论 由环氧乙烷与无水乙醇合成乙二醇单乙醚是 较实用的合成方法,所用催化剂价格适宜,用量 少,工艺过程简单,能耗低,三废少,产率及选择性 较高,产品纯度在95%一99%之间. 参考文献 l程能林.胡声闻溶剂手册(下册),北京化学工业出版社 】993.27】 2王永燕.车文制石油化工.1999.28(2j:95 StudyofEthanolEthoxylation SunHongtao (BasicDepartmentofLiaoyangPetrochemicalCollege,Liaoyang111003) AbstractEthyleneglycolethyletherispreparedfromethyleneoxideandabsolute~hanolinthepl'eSeneeofeata— lyst.'llaeeffectsofcatalystamount,reactiontemperature.molarratioofabsoluteethanoland EO,andreactiontime Onconversionandyieldhavebeenexamined,Theprocesscanproducehighquardityofsolventwithhighselectivity andhighyield. Keysethyleneoxide,ethanol,catalyst,s~Tithesis,ethyleneglycolethylether,solvent