合成丙二醇甲醚醋酸酯（PMA)的工艺

技术领域

本发明涉及丙二醇甲醚醋酸酯的生产工艺。

背景技术

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。造成这些问题的原因是：

(1)浓硫酸催化剂酯化反应后必须对硫酸进行碱中和，中和过程除产生废硫酸盐外，有部分醋酸与碱生产醋酸盐，造成醋酸损耗；

(2)生成的硫酸盐和醋酸盐必须经沉降后排出，排出的废渣不免夹带反应产物；

(3)经沉降除盐的反应物中溶解有少量硫酸盐和醋酸盐，在分离产品的精馏塔中硫酸盐和醋酸盐会积聚于精馏塔的填料中，造成精馏效果恶化，产品精馏塔必须定期(20-30天)停车洗塔，停车洗塔不仅严重影响生产效率，而且又产生废水，损耗产物。

(4)浓硫酸具有很强的氧化性，部分原料被氧化后生成副产物，使产品塔塔釜排出黑色残液量较大(每300吨产品排出3吨残液)。

进入21世纪，污染和环境问题日益受到人们的关注，绿色化学成为化学发展的趋势，化学反应在工艺设计、操作条件和催化剂方面都应该考虑绿色化学的要求。

发明内容

本发明目的在于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的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。

本发明中，对甲基苯磺酸的加入量为总反应量的0.4～0.5％。当催化剂用量为0.4～0.5％时，酯化转化率已达最高100％。

本发明的酯化反应釜中投加丙二醇甲醚18吨、醋酸12.1吨、共沸剂甲苯500公斤以后，加入对甲基苯磺酸。

酯化反应时，先升温至100°～105°，同时进行脱水，反应16～20小时后，反应温度再升至150°。