丙二醇丁醚合成工艺及催化剂体系研究开题报告

1. 研究目的与意义

醇醚是一类用途非常广泛的精细化学用品，在化学结构上具有两个强溶解功能的基团醚键和羟基，前者具有亲油性，可溶解憎水性化合物；后者具有亲水性，可溶解亲水性化合物，故有万能溶剂之称，是一种绿色环保溶剂，广泛用于涂料、油墨、印刷、电子化学品、染料、净洗、纺织等行业，并可用作化工原料中间体，通用性强^[1]。该类产品分为丙二醇醚(p系列)和乙二醇醚(e系列)两大系列产品，历来以e系列醇醚产品占主要地位。e系列主要包括乙二醇甲醚、乙二醇乙醚、乙二醇丙醚、乙二醇丁醚等和它们相应的酯类。

丙二醇醚类化合物是一类性能优良的精细化学产品,素万能溶剂之称。与乙二醇醚类产品相比,丙二醇醚类产有较低的毒性。因此正逐步取代乙二醇醚类被广泛应用料、油墨、印刷、电子化学品、染料、合成制动液、喷气燃料剂和高效清洗剂等方面。丙二醇单醚类化合物主要有丙二醇单甲醚、丙二醇单乙丙二醇单丁醚等。

国内丙二醇醚开发速度不断加快，市场需求量增加，我国目前主要的生产厂家有天津工研究所、上海造漆厂、抚顺化工厂、辽阳化厂、总装置能力约100吨/年。据市场调查，由国内厂家生产品种少，依赖进口，年产量也就几百吨，不能满足市场需求。仅上海市用于丙烯酸醋涂料的溶剂就需要丙二醇乙醚1000吨

2. 国内外研究现状分析

国内：

1.湖南化工职业技术学院：对丙二醇单丁醚生产工艺的改进。采用新型高效催化剂即磷钼酸盐改性al2o3,催化精馏合成丙二醇单丁醚,确定了最佳的工艺参数,即反应温度为80℃;配料比正丁醇∶环氧丙烷=2.5∶1(物质的量比);液体空速7 ml/(gcat.h);塔顶回流比l/fpo=1.2。在上述条件下,环氧丙烷的转化率达到了97.1%;丙二醇单丁醚的选择性达到了92.0%。

2.辽宁省化工研究院: 在1984年就开始研究催化反应精馏合成丙二醇醚等系列产其中在1.2吨/年的装置上完成了丙二醇丁醚的试验。丙二醇甲醚以环氧丙烷计在80%以上，1990年辽阳化工厂500吨/内处于领先地位，其特点:

3. 研究的基本内容与计划

采用环氧丙烷和丁醇为原料进行醚化反应，制备丙二醇丁醚。考察、筛选常规商用固体酸、固体碱、盐类、典型酸性催化剂；采用单因素实验的方法，确定反应的投料配比、催化剂用量、反应温度、反应压力、反应时间等工艺参数；并确定合理的精制过程及工艺参数，制得收率高的目标产品。

具体研究计划如下：

1、2月21日3月6日 阅读文献资料，预实验；

4. 研究创新点

以环氧丙烷和丁醇为原料制备丙二醇丁醚的反应，筛选催化剂、确定较优的工艺参数，为工业生产提供基础数据。