[发明专利]一种乙二醇丁醚醋酸酯的连续合成方法

说明书

本发明涉及一种乙二醇丁醚醋酸酯的连续合成方法，将复合金属氧化物催化剂填充至固定床反应器中，以乙酸丁酯和环氧乙烷为原料在催化作用下通过烷基化反应制得，其中，复合金属氧化物催化剂采用脂肪酸进行处理，为弱碱性，机械强度好，可方便制粒。固体颗粒的复合金属氧化物催化剂可用于固定床连续反应，催化活性好，能够制得具有较窄分布的乙二醇丁醚醋酸酯产品，目标产物选择性较高，极大节约了生产成本，适用于工业化规模。

技术领域

本发明涉及化工产品合成领域，具体涉及一种乙二醇丁醚醋酸酯的连续合成方法。

背景技术

乙二醇丁醚醋酸酯又名丁基溶纤剂醋酸酯，是非常重要的、具有高附加值的环氧乙烷衍生精细化工产品。其中，单乙二醇丁醚醋酸酯是一种具有多官能团的高沸点溶剂，被广泛用作金属、家具喷漆和涂刷漆等高档油漆的溶剂，此外还可用作乳胶漆的助聚结剂，对多种漆有着优良的溶解性能，在多彩涂料和乳液涂料中获得了广泛的应用。二乙二醇丁醚醋酸酯为无色透明液体，沸点为246℃，其分子结构中存在醚和酯两种基团，具有脂肪醚和羧酸酯的双重特性，可与水、醇、醚、丙酮及多数油类混合，对纤维、树脂、油漆、涂料、油墨、油溶性染料等具有良好的相溶性能，在感光材料中，可以作为成色剂的溶剂。

目前单乙二醇丁醚醋酸酯的主要合成方法是以醋酸与乙二醇丁醚为原料的直接酯化法。传统工艺大多采用无机酸作为催化剂，其缺点是副反应多、设备容易腐蚀、废水量大、易造成环境污染。二乙二醇丁醚醋酸酯是以二乙二醇丁醚与醋酸为原料直接进行酯化反应而得，由于浓硫酸腐蚀设备，需碱洗、水洗处理，三废排放量大，且副反应多，所得产品色泽深，影响产品质量，收率低。

以醋酸丁酯为原料经环氧乙烷一步法嵌入合成醇醚醋酸酯，是原料全利用的原子经济性反应，不生成水或醇等副产物，产品易分离，缩短了流程；生产过程几乎不对设备造成腐蚀。羧酸酯一步法乙氧基化反应的催化剂主要有两种，一种是1987年Condea Vista公司[Leach B E,Shannon M L,Wharry D L.Alkoxylation process using calcium basedcatalysts[P].US,47756543:1987-04-28.]首先开发出的烷氧基化铝和烷氧基化钙复合物催化剂；另一种是1991年Henkel公司[Ansgar B,Uwe P.Use of alkaline earth salts ofpolycarboxylic acid monoesters as alkoxylation catalysts.[P].EP,337239:1991-03-20.]开发出的碱土金属盐催化剂。后来，Henkel公司[Ansgar B,H-Christian R.Theuse of calcined hydrotalcites as catalysts for ethoxylating or propoxylatingfatty acid esters[P].DE,3914131:1990-10-31.]公开了焙烧水滑石催化剂催化乙酸乙酯与环氧乙烷的一步法乙氧基化反应，在此基础上人们进行了乙氧基化长链脂肪酸酯的表面化学性质和应用性能研究。目前，日本Lion油脂公司[Hama I,Sasamoto H,OkamotoT.Influence of catalyst structure on direct ethoxylation of fatty methylesters over Al–Mg composite oxide catalyst[J].J.Am.Oil Chem.Soc.1997,74:817–822.]、Condea Vista公司[Cox M F,Weerasooriya U.Impact of molecular structureon the performance of methyl ester ethoxylates[J].J.Surfactants Deterg.1998,1:11-22.]、以及国内的山西日化院[李得志，孙永强，杨秀全，等.蓖麻油酸甲酯乙氧基化物的合成及物化性能[J].精细石油化工，2006，23(4)：54-57.]、江南大学[Xia Y M,Shen YA,Ji S R,et al.One-step production of alkoxylated ethyl acetate with narrowadduct distribution[J].J.Chem.Technol.Biotechnol 2007,82:47–50.]等在一步法乙氧基化反应催化剂开发方面都积累了很多经验。一些相关企业如辽宁奥克化学股份有限公司等，对醋酸丁酯一步法乙氧基化反应也进行了系列研究[Zhang J C,Shi L,Meng Y,etal.A Highly Efficient Layered Double Hydroxide catalyst for DirectEthoxylation of Butyl Acetate to Oligo-Ethylene Glycol Butyl Ether Acetates[J]Appl.Organometal.Chem.2016,30：451-457]。