丙二醇甲醚醋酸酯合成探究.pdfVIP

丙二醇甲醚醋酸酯合成研究 李涛扬金根严之光 (华东理工大学化学工程系．上海200237) 关键词丙二醇甲醚丙二醇甲醚醋酸酯酯化反应 甲苯．动力学、 引 丙二醇甲醚醋酸酯(PMA)是～类重要的工业溶剂，分子中存在羰基，羰基又形成酯的 结构．此外还有醚的结构和不同的烷基，它对极性和非极性的物质均有较好的溶解能力，能 与水互溶，其溶解性能大大高于一般溶剂及丙二醇醚类和乙二醇醚类溶剂【“”。合成PMA的 目的是为了取代毒性较大的乙二醇醚(酯)类溶剂。PMA广泛用于洗涤剂、印染、农药、高 分子助剂和涂料等工业【^“。国外已有PMA合成的报导．采用的方法有直接酯化、酯交换或 由环氧丙烷与醋酸酯一步合成。国内大多报导的是乙二醇醚酯的合成，PMA的合成末见报导。 本文对PMA的合成及反应动力学进行了研究．并得到符合溶剂规格的PMA产品。 J 丙二醇甲醚醋酸酯的合成 1．1实验原理 酯的制各通常采用有机酸与醇或醚直接酯化，无机酸和路易士酸是最常用的酯化催化剂 ’f。本文以丙二醇甲醚(PM)和醋酸(HAc)反应，以浓硫酸催化剂直接酯化合成丙二二醇甲 醚醋酸酯，即 O Oll O’H cH3 1．2实验装置和原料 图1所示实验装置为一间歇反应系统。精馏柱内 装不锈钢三角填料。反应开始前按一定的配比将反应物 料投入烧瓶中并加热，进行半小时全回流，全回流结束 后应塔顶冷凝物进入油水分离器，分离出反应所生成的 水，反应至没有水生成为止。 实验所使用的醋酸、苯、甲苯和浓硫酸均为分析 纯。丙二醇甲醚为自制．含量在99％以上。 1．3分析方法 塔釜反应混台物和油水分离器中的两相组成采用 102G气相色谱分析【6I。 1_4结果与讨论 l-4 t水萃取剂的选择 酯化过程中，若所生产的水不断被除去，则反应 可进行得非常充分。如果所生产的酯与水互溶，酯本身 可虬带走一部分水．但PMA沸点在140℃以上，虽然 它可与水互溶，靠其自身带走水有一定困难。考虑在反 圈l 丙二醇甲醚醋酸酯台成装置图 应中加入～种水萃取剂．其本身不参与反应，但可以除 I一电鸺碗：2一删庭烧瓶：3一精馏塔：4一 抟凝嚣；5一油水丹离器{6一三通；7一取样 去反应中生成的水。实验中分别以酯自身带水和加入苯 口：8一温度计 或甲苯作为水萃取剂进行研究，在HAc：PM(tool，F同) 时，塔顶则存在较多的PMA，产品分离很难实现；同时由于塔釜的温度较高，反应物PM和 HAP．因沸点低于PMA也出现在塔项冷凝物中，这种状况对反应是极为不利的。 以苯或甲苯为水萃取剂均可使PM的转化率大于96％，PMA的选择性高于98％，同旷 塔顶和塔釜恒沸温度下降，减少了副反应发生。塔顶冷凝物中只含有极少量的PMA和PM． HAc基本没有，故以下的实验选择甲苯为萃取剂。 1．4、2丙二醇甲醚与醋酸配比对反应的影响 酯化过程中，为促进平衡转移