專利名稱：丙二醇單烷基醚的純化的制作方法
技術領域：
本發明涉及丙二醇單烷基醚的純化。
背景技術：
丙二醇單烷基醚是高性能工業溶劑，用于油漆、涂料、清潔劑、油墨、和多種其他用 途，包括農業、化妝品、電子、紡織品、和粘合劑產品。它們也用作合成終產物，例如丙二醇醚 醋酸酯的化學中間體。典型地，丙二醇單烷基醚通過使環氧丙烷與醇，如甲醇或1- 丁醇發生反應而生 成。雖然催化劑不是必須的，但是該反應典型地在催化劑的存在下進行。現有技術教導了 多種催化劑和反應條件。用于該方法的催化劑包括酸、堿、和中性物質。特別的有用的催化劑包括酸，例如 硫酸、硼酸和某些含氟酸；或堿，例如堿金屬和堿土金屬的氫氧化物和醇鹽、叔胺、和某些金 屬氧化物。例如，G. B. Pat. No. 271，169公開了硫酸、堿金屬醇鹽、和低級脂肪酸的堿金屬鹽 的應用。U. S. Pat. No. 2，327，053教導了金屬鹵化物，例如鹵化錫、五鹵化銻、鹵化鋁、鹵化鋅 和鹵化鐵的應用。與這些反應，以及特別是使用堿金屬或堿土金屬醇鹽催化劑有關的問題是丙二醇 單烷基醚產物被多種導致高UV吸收度的羰基雜質(例如甲醛、乙醛、丙醛、丙酮、甲氧基丙 酮、和甲氧基丁酮)所污染。在丙二醇單烷基醚的制備過程中，典型地通過蒸餾方法純化產 物。然而，蒸餾不能移除大部分羰基雜質。對于特殊的用途，可能需要限制羰基雜質的量， 并且從而降低丙二醇單烷基醚產物的UV吸收度。總而言之，需要新的純化丙二醇單烷基醚的方法。特別有效的方法需要能降低羰 基雜質的量，并且從而改善丙二醇單烷基醚產物的UV吸收度和色澤。我們已經發現了一種 有效、便利的純化丙二醇單烷基醚的方法。發明概述本發明是一種純化包含羰基雜質的丙二醇單烷基醚的方法。該方法包括使丙二醇 單烷基醚與碳吸附劑液相接觸，和回收提純的、羰基雜質含量降低的丙二醇單烷基醚產物。 該方法降低了丙二醇單烷基醚中醛和酮雜質的水平和UV吸收度。發明詳述商業生產的丙二醇單烷基醚包含少量但有效量的羰基雜質。例如，包含在丙二 醇單烷基醚產物料流中的羰基雜質總量典型地大于50ppm，其使得丙二醇單烷基醚產物 的UV吸收度(在245nm處)大于1。待本發明方法處理的丙二醇單烷基醚例如包含約 50-20，OOOppm，通常約50_1，OOOppm重量的多種羰基雜質。該羰基雜質包括甲醛、乙醛、丙 醛、丙酮、甲氧基丙酮、和甲氧基丁酮。本發明方法純化的丙二醇單烷基醚優選通過在堿金屬或堿土金屬醇鹽存在下，使 環氧丙烷與醇反應，從而制備包括丙二醇單烷基醚的反應產物混合物而制備得到。然后，使 流反應產物混合物進行一步或多步蒸餾，從而制備丙二醇單烷基醚。丙二醇單烷基醚制備中所用醇適宜為脂肪族醇、環脂族醇或芳香醇，并且可能具有一個、兩個、或多個羥基。最優選地，該醇為Q-C；醇，具體地說，是甲醇、乙醇、1-丙醇、 2_丙醇、1-丁醇、和叔丁醇。雖然可以使用任意的堿金屬或堿土金屬醇鹽，但優選堿金屬醇 鹽，并且特別優選醇鉀和醇鈉。優選的醇鈉包括甲醇鈉、乙醇鈉、正丙醇鈉、正丁醇鈉、和叔 丁醇鈉。優選的醇鉀包括甲醇鉀、乙醇鉀、正丙醇鉀、正丁醇鉀、和叔丁醇鉀。該反應制備得到兩種丙二醇單烷基醚異構體，1-烷氧基-2-丙醇和2-烷氧 基-1-丙醇。例如，環氧丙烷和甲醇的反應制備得到1-甲氧基-2-丙醇(已知為“PM-1”)和 2-甲氧基-1-丙醇(已知為“PM-2”)。甲醇丙氧基化反應的主產物PM-1是商售的異構體。 丙二醇單烷基醚可作為ARC0S0LV 丙二醇醚，從LyondellChemical Company購買獲得，例 如 ARC0S0LV PM(丙二醇單甲醚)、ARC0S0LV PNB (丙二醇正丁基醚)、ARC0S0LV PTB (丙二 醇叔丁基醚)、和ARC0S0LV PNP (丙二醇正丙基醚)。優選地，本發明方法所純化的丙二醇單烷基醚為丙二醇單甲醚。為了減少丙二醇單烷基醚進料流中雜質的水平，使該丙二醇單烷基醚與碳吸附劑 液相接觸。依照本發明，該不純的丙二醇單烷基醚與碳吸附劑液相接觸，由此使得羰基雜質 被保留在碳吸附劑中，并能簡便地分離出純的、羰基雜質含量降低的丙二醇單烷基醚產物。本發明所用碳吸附劑為碳占主要成分的固體材料。格外有用的碳吸附劑包括活 性炭或木炭，包括那些從褐煤、氣黑、椰子、蔗渣、木材、鋸屑、泥炭、紙漿廠廢物、血液、骨 制品等中所獲得的。具體的市售活性炭包括CalgonCorporation的FiltraSOrb 600、 SGL 、CPG-LF 、BPL 、和OL 顆粒碳；N0RIT顆粒活性炭，例如N0RIT GAC 830、 NOR IT :R0 0. 8、和 Darco 活性炭；和 MeadWestvaco Corporations's 的 Nuchar 活性炭， 例如Nuchar wv-B顆粒活性炭。通常，合適的碳吸附劑進一步的特征為具有相對于其質量而言相對大的表面 積。用于本發明目的的碳吸附劑優選具有至少200m2/g的表面積，更優選的平均表面積為 400-1500m2/go該碳吸附劑可為顆粒、丸狀、或粉末形式。吸收優選通過使不純的丙二醇單烷基醚 流過顆粒碳吸附劑床或球形碳吸附劑床而實現。另外，粉末碳吸附劑能在不純的丙二醇單 烷基醚中呈漿狀，并通過過濾分離。特別優選顆粒碳吸附劑。本發明可根據已知的程序，以連續式或間歇式的方式進行。因為多個吸附劑接觸 區的使用，所以優選連續式操作。當使用多個吸附劑接觸區時，可使一個區域處于使用中， 與此同時，再生另一個區域中的吸附劑。特別優選使用三介接觸區，兩個區域同時使用，一 個為主接觸區和另一個為拋光(polishing)區，與此同時，再生第三個區域。該吸收接觸能在溫和的溫度下簡便地實現。合適的溫度約為10°C -100°C，優選 15°C-60°C。通常，較高的吸附溫度將降低吸附能力。因此，為了最大化碳吸附劑的吸附能 力，優選控制吸附溫度約為20°C -40°C。丙二醇單烷基醚的流速優選約為0. 005-50體積每 體積吸附劑每小時，更優選約為0. 02-5。通常，對于給定的床體積而言，較低的進料流速將 降低產物的不純度。因此，可依據該方法中所用吸附劑的體積而優化流速。該碳吸附劑就此留住所吸附的雜質，純的丙二醇單烷基醚得以分離。最初，能夠基 本完全地移除羰基雜質，且回收的丙二醇單烷基醚純度很高。經過一段時間，該接觸固體對 于移除這些雜質逐漸失效。因而，當該碳吸附劑的分離效率降低至期望點以下時，優選再生該碳吸附劑接觸材料，如通過在至少200°C條件下接觸熱蒸氣流，如氮氣或空氣，或通過用例如甲醇、丙酮或 水的溶劑洗滌。使用多個平行接觸區的好處為當一個區域被再生時，使進料經過一個包含 新鮮或再生接觸材料的區域，以能夠實現最佳的雜質移除。根據該純化方法，回收得到純的、羰基雜質含量降低的丙二醇單烷基醚產物。優選 地，該純的丙二醇單烷基醚產物在245nm處的UV吸收度為0. 5或更低。以下實施例僅用于闡述本發明。本領域技術人員能認識到多種變形均落于本發明 的精神和權利要求的范圍之內。實施例1 使用活性炭的吸附例以來自 Calgon Corporation (CAL 12X40、CPG—LF 12X40、SGL 8X30、 FILTRASORB 600、APC 12X40、和BPL 6X 16)的多種活性炭吸附劑填充不銹鋼管(1英寸 I.D. X 2ft.)。該管置于電爐內，并將溫度控制為28°C。使丙二醇單烷基醚進料(包含73ppm 的羰基雜質，UV吸收度為1. 25)，以LHSV為0. 7-ltT1的速度向上流過該床，在總的2床體積 (BV)和4BV流過該床之后，定期收集樣品。分析該樣品的羰基含量和UV吸收度(在245nm 處)。結果列于表1。對比實施例2 對比吸附例依照實施例1的過程進行對比例2A和2B，除了以活性氧化鋁Selexob⑶7 X 14和 分子篩13X用作吸附劑。結果列于表1。表1 吸附例數據
權利要求
一種純化包含羰基雜質的丙二醇單烷基醚的方法，刨括使液相丙二醇單烷基醚與碳吸附劑接觸，和回收提純的、羰基雜質含量降低的丙二醇單烷基醚產物。
2.權利要求1的方法，其中所述丙二醇單烷基醚為丙二醇單甲基醚。
3.權利要求1的方法，其中所述碳吸附劑為活性炭。
4.權利要求1的方法，其中所述碳吸附劑為顆粒活性炭。
5.權利要求1的方法，其中所述碳吸附劑的表面積為約400-約1500m2/g。
6.權利要求1的方法，其中所述丙二醇單烷基醚通過在堿金屬醇鹽或堿土金屬醇鹽的 存在下，使環氧丙烷和醇反應制備。
7.權利要求6的方法，其中所述醇為Q-C；醇。
8.權利要求6的方法，其中所述堿金屬醇鹽催化劑為醇鉀或醇鈉。
9.權利要求1的方法，其中所述的提純的丙二醇單烷基醚產物在245nm處的UV吸收度 為0.5或更低。
全文摘要
本發明為一種純化包含羰基雜質的丙二醇單烷基醚的方法，包括使丙二醇單烷基醚料流與碳吸附劑液相接觸，和回收提純的丙二醇單烷基醚產物。該純化方法提高了產物質量，并降低了丙二醇單烷基醚中羰基雜質的量。
文檔編號C07C43/13GK101918348SQ200880124728
公開日2010年12月15日 申請日期2008年11月14日 優先權日2008年1月14日
發明者L·M·坎德拉, 李向民 申請人:利安德化學技術有限公司