丙二醇甲醚的回收方法及应用

背景及概述^[1][2]

丙二醇醚对人体的毒性低于乙二醇醚类产品，属低毒醚类。丙二醇甲醚有微弱的醚味，但没有强刺激性气味，使其用途更加广泛安全。丙二醇甲醚是一种环保型的有机溶剂，在化工生产中的应用极为广泛。

回收方法^[1]

在涂料制备、造纸化学品生产、纸张表面处理等化工生产过程中会产生大量的丙二醇甲醚废弃液，研究回收丙二醇甲醚意义非常重大，不仅有非常可观的经济效益，更有利于环境保护。丙二醇甲醚的沸点在118~119℃，与苯和甲苯沸点非常接近，可与水互溶。因而在回收丙二醇甲醚的实验过程中，丙二醇甲醚与苯、甲苯的有效分离是一个难点。郗伟等采用共沸精馏技术，在废弃液中加入适量的无水乙醇共沸剂的条件下，能以连续化、产量相对稳定的精馏形式分离出高纯度的目标产物。条件如下：

（1）精馏塔按间歇生产工艺控制，原料液从塔釜一次性加入，减少与管线的不必要接触及污染。

（2）缓慢加热，控制蒸汽压力在0.3～0.4MPa。

（3）塔顶有低沸点馏分馏出后进行全回流，全回流时间设定为36~60min。

（4）待塔顶温度稳定后，开启塔顶馏出物阀门，控制回流比1:1至1:0.5，记录温度。

（5）塔顶温度小于110℃按轻组分馏出，110~115℃作为 可疑组分，分二阶段取样分析确认，大于115℃的馏分按正品，每增加1℃，采样一组，以实际检测确定后期塔顶温度取值。

应用 ^[2-4]

1、合成丙二醇甲醚醋酸酯(PMA)

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。由于丙二醇甲醚醋酸酯具有溶解性能高、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。目前工业上主要采用丙二醇甲醚(PM)与醋酸酯化合成PMA，合成过程中使用传统的浓硫酸催化剂。该工艺存在浓硫酸对设备严重腐蚀、反应物后处理过程复杂，且产生废渣、废液污染环境，同时导致产品收率低、生产成本高、效益差的问题。

CN200510039023.4为丙二醇甲醚醋酸酯(PMA)的合成提供一种能避免上述 缺陷、无污染、低消耗的新工艺。本发明先将丙二醇甲醚和醋酸、甲苯在对甲基苯磺酸催化作用下进行酯化反应，再经脱轻塔将过量丙二醇甲醚回收后进行精馏，取得丙二醇甲醚醋酸酯。本发明针对合成PMA使用传统硫酸催化剂存在污染环境和影响产品的问题进行了新型催化剂的开发研究。对甲基苯磺酸作为催化剂对合成PMA催化活性高，选择性好，产品收率高；对现有材质为316L地PMA生产设备无腐蚀性；反应物不需要中和除盐，没有废渣、废液排放，催化剂可循环使用。该催化剂开发成功使PMA的生产成为先进的绿色化学，大大简化了PMA生产的后处理过程，极大地提高了PMA生产的经济效益。本发明在提高反应过程的选择性和转化率，经济性、优化反应过程设计、简化后处理过程以及非产品组份的回收利用上，都有传统催化剂不能替代的优点，显示出很好的工业应用前景。

2、用于制备电子级丙二醇甲醚醋酸酯

本发明CN200910168507.7提供的技术方案为：一种电子级丙二醇甲醚醋酸酯的制备方法，以丙二醇甲醚与醋酸为原料，采用强酸阳树脂催化剂来进行酯化反应。优选地，该制备方法包括以下步骤：

(1)、将丙二醇甲醚和醋酸混匀，进入固定床进行酯化反应， 反应温度为60℃～100℃，该固定床装填有强酸阳树脂催化剂；

(2)、对酯化反应后的物料进行脱水处理，所述脱水处理过程为向 产物中加入环己烷或甲苯，搅拌均匀，经过蒸馏、冷凝，静置分层，除去水相层；

(3)、经过脱水处理后的物料，再经过脱离子处理即为电子级丙二醇甲醚醋酸酯。本发明得到的电子级丙二醇甲醚醋酸酯的金属离子含量大幅度下降，其金属离子从250～1000PPb，降至5PPb以下。丙二醇甲醚的转化率为99.5％以上，转化率高。

本发明实现了电子级丙二醇甲醚醋酸 酯的连续化生产，操作方式简单，显著提高生产效率，降低生产成本。 且能减少固体污染物和废液的产生，减少对设备的腐蚀，符合21世纪绿色化学的要求。

3、制备丙二醇甲醚丁酯化合物

有机酯类化合物是一种良好的溶剂，为合成树脂业界，如涂料、墨水、接着及清洁剂等所大量使用。CN94105197.8用丙二醇甲醚（以下简称PGM）与异丁酸或正丁酸于酸性触媒存在下反应生成丙二醇甲醚异丁酯（以下简称PMIB）或丙二醇甲醚正丁酯（以下简称PMB）。

主要参考资料

[1]郗伟,李涛.共沸精馏法回收丙二醇甲醚的研究与探索[J].精细与专用化学品,2016,24(03):41-44.

[2] CN200510039023.4 合成丙二醇甲醚醋酸酯(PMA)的工艺

[3] CN200910168507.7 电子级丙二醇甲醚醋酸酯的制备方法

[4]CN94105197.8 丙二醇甲醚丁酯化合物和其异构物及其制法