文 献 综 述

1.1 研究背景

丙二醇甲醚乙酸酯是二元醇醚系列产品的一种。二元醇醚是环氧化合物的重要工业衍生物之一,主要有乙二醇醚及其乙酸酯和丙二醇醚及其乙酸酯两大类系列产品。在二元醇醚中乙二醇醚及其酯类产品一直占有主导地位,而丙二醇醚及其酯类产品20年来发展则相当迅速。与乙二醇醚类产品相比,丙二醇醚系列具有较低的毒性。1982年欧洲化学工业和毒理中心发表了有关乙二醇醚及其酯类产品的毒理研究报告,此后乙二醇醚及其酯类产品的使用受到了一定程度的限制,丙二醇醚及其酯类产品的研究、生产和应用得到了较快的发展。丙二醇醚类产品和乙二醇醚类产品的物理化学性质相似,在很多场合可以直接或对配方略加改变即可替代乙二醇醚类产品。

丙二醇甲醚醋酸酯(PMA)是一种重要的高级溶剂,对极性和非极性的物质均有很强的溶解能力。其溶解性能远远高于一般溶剂及丙二醇醚类和乙二醇醚类溶剂,且与水的混溶性好。PMA可作纤维素、高聚物、橡胶和天然大分子等的溶剂。由于PMA具有溶解性能高、环保性能好、热稳定性优、粘度变化小等特点,广泛应用于涂料、油墨、印染和农药等领域,并正在取代毒性较大的乙二醇醚及其酯类溶剂。国际上生产丙二醇甲醚醋酸酯的厂家主要有利安德(以前的ARCO公司)、DOW公司、BASF、SHELL等。中国虽有少数生产厂家,但因PMA产品的酸值问题无法解决,仍无法大规模工业化生产。

目前合成PMA的新工艺报道比较多,例如直接酯化法、酯交换法、环氧丙烷与醋酸酯一步合成法等,但工业上目前仍采用丙二醇甲醚(PM)与醋酸酯化法,以液体酸做催化剂的间歇工艺生产。

1.2 丙二醇单甲醚醋酸酯的制备

1.2.1 丙二醇单甲醚醋酸酯的合成工艺

酯化反应都是受热力学平衡限制的反应,在反应温度下,转化率不高,因此未反应完的原料分离能耗高。并且酯化反应体系大多是强非理想体系,存在一个或多个的二元或三元共沸点,分离难度大。为此,Eastman Kodak公司首次在用乙酸和甲醇酯化合成乙酸甲酯的工艺中采用反应精馏技术实现了在一个反应精馏塔设备中实现了高纯度乙酸甲酯的合成,代替了传统的由一个反应器和九个分离塔构成的复杂工艺。现在,反应精馏技术已经在醚化、酯化、水解、缩合等反应中得到研究,并有部分工艺实现商业化运行。

反应精馏过程的优势主要有以下几个方面：

(1)反应的选择性高,如在连串反应中,反应中生成的中间目的产品很快离开反应段,避免了进一步的连串反应,提高了选择性。

(2)节省能源,在放热反应中,反应热直接用于精馏过程液相汽化,减少了外供热量,节省了能源。