本发明属于化工领域，具体涉及一种乙二醇乙醚醋酸酯的制备工艺。
背景技术：
：乙二醇乙醚醋酸酯(CAC)是一类重要的工业溶剂，该溶剂分子结构独特，同一分子中既有非极性的部分，又有极性基团，故它对极性和非极性物质均有较好的溶解能力，其溶解性能大大高于一般溶剂及乙二醇醚类和丙二醇醚类溶剂。由于乙二醇乙醚醋酸酯具有溶解性能高、热稳定性好、粘度变化小和腐蚀性小等特点，被广泛用于涂料、洗涤剂、印染、农药和高分子助剂等工业。由乙二醇乙醚和醋酸经酯化反应制乙二醇乙醚醋酸酯，虽是通用的技术路线，但目前工业上普遍采用的方法是间歇式酯化脱水反应工艺，反应过程中使用的催化剂通常为无机酸或有机酸，无机酸主要为：磷酸、盐酸、浓硫酸和氯磺酸；有机酸主要为：草酸、柠檬酸、甲磺酸和对甲苯磺酸，采取均相反应。上述方法存在的问题是，反应结束后需通过碱中和除去所使用的催化剂，且该方法副反应多、腐蚀性强、工艺过程复杂、生产效率低下、产生大量的固体废弃物和废水污染环境。技术实现要素：本发明的目的在于提供一种乙二醇乙醚醋酸酯的制备工艺。本发明的上述目的是通过下面的技术方案得以实现的：一种乙二醇乙醚醋酸酯的制备工艺，以乙二醇乙醚与醋酸为原料，采用固体酸催化剂进行固定床连续酯化反应，酯化温度70-150℃，酯化反应中生成的水经共沸蒸馏脱除；将酯化反应产物精馏，脱除并回收未反应的乙二醇乙醚和醋酸，得到乙二醇乙醚醋酸酯；所述固体酸催化剂的制备方法包括如下步骤：步骤S1，用水溶解ZrOCl2·8H2O，再加入聚乙二醇，静置，得溶液A；氨水调节溶液A的pH值，得白色沉淀，过滤、洗涤，得湿滤饼；步骤S2，将Ti(OC4H9)4溶于浓硫酸中，加水稀释至硫酸质量分数为20％-40％，得溶液B；步骤S3，将湿滤饼搅拌溶解于溶液B中，得混合溶液，蒸发混合溶液得白色固体；将白色固体与改性纳米硅藻土混合研磨，二者重量份之比为1:1.5-2.5，然后在马弗炉中500-700℃煅烧，得ZrO2-TiO2/SO42-固体酸催化剂；其中，聚乙二醇添加重量为ZrOCl2·8H2O加入重量的1-3％；其中，pH值的调节范围为8-9；ZrOCl2·8H2O和Ti(OC4H9)4的摩尔量比为1:0.5-2.5，ZrOCl2·8H2O和Ti(OC4H9)4的摩尔量之和与硫酸摩尔量比为1:2.0-3.0；所述改性纳米硅藻土制备方法为：取纳米硅藻土35-45份分散于40-50份质量分数为10-20％的氢氧化钠溶液中，加热至50-60℃，搅拌20-30min，调节搅拌转速为200-240r/min，加入10-20份偏硅酸，调节转速为300-500r/min，搅拌反应2-4h，降温后过滤，干燥即得。优选地，所述的固定床连续酯化反应是在两个均装填有固体酸催化剂的固定床反应器中连续进行的两段酯化反应，第一段酯化反应产物脱除反应生成的水后进行第二段酯化反应。优选地，所述的固定床连续酯化反应包括，原料乙二醇乙醚和醋酸混合并预热后，连续地进入装有固体酸催化剂的第一段固定床反应器进行酯化反应，反应产物进入蒸馏塔脱水；脱水后的物料在蒸馏塔提馏段下部被连续地抽出，并作为第二段酯化反应的进料送到第二段固定床反应器中继续进行酯化反应。优选地，进入第一段固定床反应器的原料乙二醇乙醚与醋酸的摩尔比为0.7-2:1；进入到第二段固定床反应器的物料流量为第一段固定床反应器进料量的1-5倍。优选地，共沸蒸馏采用的带水剂为环己烷。优选地，得到的乙二醇乙醚醋酸酯经精馏得到乙二醇乙醚醋酸酯纯品。优选地，酯化反应温度为90-120℃。优选地，所述ZrOCl2·8H2O和Ti(OC4H9)4的摩尔量比为1:1.5。优选地，所述ZrOCl2·8H2O和Ti(OC4H9)4的摩尔量之和与硫酸摩尔量比为1:2.5。优选地，步骤S3白色固体与改性纳米硅藻土重量份之比为1:2。本发明的优点：本发明提供的制备工艺简单，实现了乙二醇乙醚醋酸酯的连续化生产，生产效率高；采用固体酸催化剂减少副反应的发生，且不会腐蚀反应设备。具体实施方式下面结合实施例进一步说明本发明的实质性内容，但并不以此限定本发明保护范围。尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。实施例1：乙二醇乙醚醋酸酯的制备采用固体酸催化剂进行固定床连续酯化反应，酯化温度110℃，酯化反应中生成的水经共沸蒸馏脱除；将酯化反应产物精馏，脱除并回收未反应的乙二醇乙醚和醋酸，得到乙二醇乙醚醋酸酯粗品，得到的乙二醇乙醚醋酸酯粗品经精馏得到乙二醇乙醚醋酸酯纯品。所述的固定床连续酯化反应是在两个均装填有固体酸催化剂的固定床反应器中连续进行的两段酯化反应，第一段酯化反应产物脱除反应生成的水后进行第二段酯化反应。具体的，所述的固定床连续酯化反应包括，原料乙二醇乙醚和醋酸混合并预热后，连续地进入装有固体酸催化剂的第一段固定床反应器进行酯化反应，反应产物进入蒸馏塔脱水；脱水后的物料在蒸馏塔提馏段下部被连续地抽出，并作为第二段酯化反应的进料送到第二段固定床反应器中继续进行酯化反应。进入第一段固定床反应器的原料乙二醇乙醚与醋酸的摩尔比为1.3:1；进入到第二段固定床反应器的物料流量为第一段固定床反应器进料量的3倍。共沸蒸馏带水剂为环己烷。其中，固体酸催化剂的制备方法包括如下步骤：步骤S1，用水溶解ZrOCl2·8H2O，再加入聚乙二醇，静置，得溶液A；氨水调节溶液A的pH值，得白色沉淀，过滤、洗涤，得湿滤饼；步骤S2，将Ti(OC4H9)4溶于浓硫酸中，加水稀释至硫酸质量分数为30％，得溶液B；步骤S3，将湿滤饼搅拌溶解于溶液B中，得混合溶液，蒸发混合溶液得白色固体；将白色固体与改性纳米硅藻土混合研磨，二者重量份之比为1:2，然后在马弗炉中600℃煅烧，得ZrO2-TiO2/SO42-固体酸催化剂；其中，聚乙二醇添加重量为ZrOCl2·8H2O加入重量的2％；其中，pH调节范围为8-9；ZrOCl2·8H2O和Ti(OC4H9)4的摩尔量比为1:1.5，ZrOCl2·8H2O和Ti(OC4H9)4的摩尔量之和与硫酸摩尔量比为1:2.5；所述改性纳米硅藻土制备方法为：取纳米硅藻土40份分散于45份质量分数为15％的氢氧化钠溶液中，加热至55℃，搅拌25min，调节搅拌转速为220r/min，加入15份偏硅酸，调节转速为400r/min，搅拌反应3h，降温后过滤，干燥即得。实施例2：乙二醇乙醚醋酸酯的制备采用固体酸催化剂进行固定床连续酯化反应，酯化温度70℃，酯化反应中生成的水经共沸蒸馏脱除；将酯化反应产物精馏，脱除并回收未反应的乙二醇乙醚和醋酸，得到乙二醇乙醚醋酸酯粗品，得到的乙二醇乙醚醋酸酯粗品经精馏得到乙二醇乙醚醋酸酯纯品。所述的固定床连续酯化反应是在两个均装填有固体酸催化剂的固定床反应器中连续进行的两段酯化反应，第一段酯化反应产物脱除反应生成的水后进行第二段酯化反应。具体的，所述的固定床连续酯化反应包括，原料乙二醇乙醚和醋酸混合并预热后，连续地进入装有固体酸催化剂的第一段固定床反应器进行酯化反应，反应产物进入蒸馏塔脱水；脱水后的物料在蒸馏塔提馏段下部被连续地抽出，并作为第二段酯化反应的进料送到第二段固定床反应器中继续进行酯化反应。进入第一段固定床反应器的原料乙二醇乙醚与醋酸的摩尔比为0.7:1；进入到第二段固定床反应器的物料流量为第一段固定床反应器进料量的1倍。共沸蒸馏带水剂为环己烷。其中，固体酸催化剂的制备方法包括如下步骤：步骤S1，用水溶解ZrOCl2·8H2O，再加入聚乙二醇，静置，得溶液A；氨水调节溶液A的pH值，得白色沉淀，过滤、洗涤，得湿滤饼；步骤S2，将Ti(OC4H9)4溶于浓硫酸中，加水稀释至硫酸质量分数为20％，得溶液B；步骤S3，将湿滤饼搅拌溶解于溶液B中，得混合溶液，蒸发混合溶液得白色固体；将白色固体与改性纳米硅藻土混合研磨，二者重量份之比为1:1.5，然后在马弗炉中500-℃煅烧，得ZrO2-TiO2/SO42-固体酸催化剂；其中，聚乙二醇添加重量为ZrOCl2·8H2O加入重量的1％；其中，pH调节范围为8-9；ZrOCl2·8H2O和Ti(OC4H9)4的摩尔量比为1:0.5，ZrOCl2·8H2O和Ti(OC4H9)4的摩尔量之和与硫酸摩尔量比为1:2.0；所述改性纳米硅藻土制备方法为：取纳米硅藻土35份分散于40份质量分数为10％的氢氧化钠溶液中，加热至50℃，搅拌30min，调节搅拌转速为200r/min，加入10份偏硅酸，调节转速为300r/min，搅拌反应4h，降温后过滤，干燥即得。实施例3：乙二醇乙醚醋酸酯的制备采用固体酸催化剂进行固定床连续酯化反应，酯化温度150℃，酯化反应中生成的水经共沸蒸馏脱除；将酯化反应产物精馏，脱除并回收未反应的乙二醇乙醚和醋酸，得到乙二醇乙醚醋酸酯粗品，得到的乙二醇乙醚醋酸酯粗品经精馏得到乙二醇乙醚醋酸酯纯品。所述的固定床连续酯化反应是在两个均装填有固体酸催化剂的固定床反应器中连续进行的两段酯化反应，第一段酯化反应产物脱除反应生成的水后进行第二段酯化反应。具体的，所述的固定床连续酯化反应包括，原料乙二醇乙醚和醋酸混合并预热后，连续地进入装有固体酸催化剂的第一段固定床反应器进行酯化反应，反应产物进入蒸馏塔脱水；脱水后的物料在蒸馏塔提馏段下部被连续地抽出，并作为第二段酯化反应的进料送到第二段固定床反应器中继续进行酯化反应。进入第一段固定床反应器的原料乙二醇乙醚与醋酸的摩尔比为2:1；进入到第二段固定床反应器的物料流量为第一段固定床反应器进料量的5倍。共沸蒸馏带水剂为环己烷。其中，固体酸催化剂的制备方法包括如下步骤：步骤S1，用水溶解ZrOCl2·8H2O，再加入聚乙二醇，静置，得溶液A；氨水调节溶液A的pH值，得白色沉淀，过滤、洗涤，得湿滤饼；步骤S2，将Ti(OC4H9)4溶于浓硫酸中，加水稀释至硫酸质量分数为40％，得溶液B；步骤S3，将湿滤饼搅拌溶解于溶液B中，得混合溶液，蒸发混合溶液得白色固体；将白色固体与改性纳米硅藻土混合研磨，二者重量份之比为1:2.5，然后在马弗炉中700℃煅烧，得ZrO2-TiO2/SO42-固体酸催化剂；其中，聚乙二醇添加重量为ZrOCl2·8H2O加入重量的3％；其中，pH调节范围为8-9；ZrOCl2·8H2O和Ti(OC4H9)4的摩尔量比为1:2.5，ZrOCl2·8H2O和Ti(OC4H9)4的摩尔量之和与硫酸摩尔量比为1:3.0；所述改性纳米硅藻土制备方法为：取纳米硅藻土45份分散于50份质量分数为20％的氢氧化钠溶液中，加热至60℃，搅拌20min，调节搅拌转速为240r/min，加入20份偏硅酸，调节转速为500r/min，搅拌反应2h，降温后过滤，干燥即得。实施例4：对比实施例采用固体酸催化剂进行固定床连续酯化反应，酯化温度110℃，酯化反应中生成的水经共沸蒸馏脱除；将酯化反应产物精馏，脱除并回收未反应的乙二醇乙醚和醋酸，得到乙二醇乙醚醋酸酯粗品，得到的乙二醇乙醚醋酸酯粗品经精馏得到乙二醇乙醚醋酸酯纯品。所述的固定床连续酯化反应是在两个均装填有固体酸催化剂的固定床反应器中连续进行的两段酯化反应，第一段酯化反应产物脱除反应生成的水后进行第二段酯化反应。具体的，所述的固定床连续酯化反应包括，原料乙二醇乙醚和醋酸混合并预热后，连续地进入装有固体酸催化剂的第一段固定床反应器进行酯化反应，反应产物进入蒸馏塔脱水；脱水后的物料在蒸馏塔提馏段下部被连续地抽出，并作为第二段酯化反应的进料送到第二段固定床反应器中继续进行酯化反应。进入第一段固定床反应器的原料乙二醇乙醚与醋酸的摩尔比为1.3:1；进入到第二段固定床反应器的物料流量为第一段固定床反应器进料量的3倍。共沸蒸馏带水剂为环己烷。其中，固体酸催化剂的制备方法包括如下步骤：步骤S1，用水溶解ZrOCl2·8H2O，再加入聚乙二醇，静置，得溶液A；氨水调节溶液A的pH值，得白色沉淀，过滤、洗涤，得湿滤饼；步骤S2，将Ti(OC4H9)4溶于浓硫酸中，加水稀释至硫酸质量分数为30％，得溶液B；步骤S3，将湿滤饼搅拌溶解于溶液B中，得混合溶液，蒸发混合溶液得白色固体；将白色固体与纳米硅藻土混合研磨，二者重量份之比为1:2，然后在马弗炉中600℃煅烧，得ZrO2-TiO2/SO42-固体酸催化剂；其中，聚乙二醇添加重量为ZrOCl2·8H2O加入重量的2％；其中，pH调节范围为8-9；ZrOCl2·8H2O和Ti(OC4H9)4的摩尔量比为1:1.5，ZrOCl2·8H2O和Ti(OC4H9)4的摩尔量之和与硫酸摩尔量比为1:2.5。实施例5：效果实施例分别测试实施例1-4制得的乙二醇乙醚醋酸酯粗品的纯度，结果如下表：实施例1实施例2实施例3实施例4纯度(％)99.999.799.695.8实施例4为实施例1的对比实施例，区别在于实施例4的固体酸催化剂制备时采用的是未改性的纳米硅藻土。结果表明，使用改性的纳米硅藻土可以降低副反应的发生，提高乙二醇乙醚醋酸酯粗品的纯度。本发明提供的制备工艺简单，实现了乙二醇乙醚醋酸酯的连续化生产，生产效率高；采用固体酸催化剂减少副反应的发生，且不会腐蚀反应设备。上述实施例的作用在于说明本发明的实质性内容，但并不以此限定本发明的保护范围。本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和保护范围。当前第1页1 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