本发明属于高分子合成领域,尤其涉及一种聚二醇的合成方法。
背景技术:
现有技术中一般使用常规反应釜和普瑞斯反应器生产高分子聚合物,普瑞斯外循环乙氧基化设备具有高效、安全、节能、反应速率快等优点,广泛用于气液态化学品的反应,但是普瑞斯外循环乙氧基化设备仅适用于中低分子量产品的合成,在生产搅拌高粘度物料,分子量大的产品时,循环泵负荷加大,容易出现骤停的情况,而物料在釜中继续反应存在较大的安全风险。
聚乙二醇是由重复的氧乙烯基组成的线性链状结构,两端各有1个羟基,其结构式为h—(och2ch2)n—oh或hoch2—(ch2och2)n—ch2oh,随着n值增大,即随着相对分子质量的增加,聚乙二醇由无色无臭的粘稠液体逐渐变为蜡状固体,随着相对分子质量的增加,物质的粘稠性也逐渐增大,所以在利用现有技术生产聚乙二醇的过程中循环泵负荷加大,容易导致骤停,而物料在釜中继续反应存在较大的安全风险,而且还会导致平均分子量分布不均匀。
技术实现要素:
本发明提供一种聚二醇的合成方法,能够减少用循环式反应带来的物质粘稠导致循环泵负荷加大,导致骤停的问题。
为达到上述目的,本发明采用如下技术方案:
一种聚二醇合成方法,以环氧乙/丙烷与乙二醇为原料,在一定的温度下催化合成而得。具体包括以下步骤:
(1)反应器用氮气置换将空气除尽,并充入氮气保护;
(2)加热至100℃-120℃,真空脱水;
(3)将质量分数为25%-40%环氧乙/丙烷加入反应器,环氧乙/丙烷呈气态充满反应器上端;
(4)将质量分数为5%-10%的乙二醇和质量分数为0.2%的催化剂通过喷头送入反应器进行雾化反应,同时开启循环泵;
(5)反应器底部的生成物通过循环泵再循环至喷头喷入反应器中;
(6)当反应温度达到140℃-150℃,压力达到0.2mpa-0.4mpa,加入余量的环氧乙/丙烷,并关闭循环泵,开启搅拌器;
(7)继续反应40-50分钟,反应温度和反应压力逐渐下降时,反应结束。
以上步骤中前段反应采用雾喷反应,后段采用搅拌式反应,前段反应中环氧乙烷的加入量优选30%-35%,所述催化剂为氢氧化钾或氢氧化钠。
本发明的有益效果是:本发明提供了一种聚二醇的合成工艺,前段反应采用雾喷反应,液相物料经雾化与气相环氧乙/丙烷接触反应,极大的提高了传质效率,提高了反应速率,而且分子量分布均匀,副产物少,产品质量高,后段采用搅拌式反应,在大量环氧乙烷参与反应时,随着分子量的增大,物料粘度逐渐增大,用搅拌器进行搅拌,可以使环氧乙/丙烷和已反应的物料充分融合反应,加快反应的同时避免了因为物质粘稠增加循环泵的工作压力,导致骤停的危险,实现了安全高效的反应。
具体实施例
实施例1
反应器用氮气置换将空气除尽,并充入氮气保护;加热至100℃,真空脱水;将质量分数为30%环氧乙烷加入反应器,环氧乙烷呈气态充满反应器上端;将质量分数为5%的乙二醇和质量分数为0.2%的氢氧化钾通过喷头送入反应器进行雾化反应,同时开启循环泵;反应器底部的生成物通过循环泵再循环至喷头喷入反应器中;当反应温度达到140℃,压力达到0.2mpa,加入余量的环氧乙烷,并关闭循环泵,开启搅拌器;继续反应40分钟,反应温度和反应压力逐渐下降时,反应结束。
实施例2
反应器用氮气置换将空气除尽,并充入氮气保护;加热至100℃,真空脱水;将质量分数为30%环氧丙烷加入反应器,环氧丙烷呈气态充满反应器上端;将质量分数为5%的乙二醇和质量分数为0.2%的氢氧化钾通过喷头送入反应器进行雾化反应,同时开启循环泵;反应器底部的生成物通过循环泵再循环至喷头喷入反应器中;当反应温度达到140℃,压力达到0.2mpa,加入余量的环氧丙烷,并关闭循环泵,开启搅拌器;继续反应40分钟,反应温度和反应压力逐渐下降时,反应结束。
实施例3
反应器用氮气置换将空气除尽,并充入氮气保护;加热至100℃,真空脱水;将质量分数为35%环氧乙烷加入反应器,环氧乙烷呈气态充满反应器上端;将质量分数为8%的乙二醇和质量分数为0.2%的氢氧化钾通过喷头送入反应器进行雾化反应,同时开启循环泵;反应器底部的生成物通过循环泵再循环至喷头喷入反应器中;当反应温度达到140℃,压力达到0.2mpa,加入余量的环氧乙烷,并关闭循环泵,开启搅拌器;继续反应40分钟,反应温度和反应压力逐渐下降时,反应结束。
实施例4
反应器用氮气置换将空气除尽,并充入氮气保护;加热至100℃,真空脱水;将质量分数为35%环氧丙烷加入反应器,环氧丙烷呈气态充满反应器上端;将质量分数为6%的乙二醇和质量分数为0.2%的氢氧化钾通过喷头送入反应器进行雾化反应,同时开启循环泵;反应器底部的生成物通过循环泵再循环至喷头喷入反应器中;当反应温度达到150℃,压力达到0.2mpa,加入余量的环氧丙烷,并关闭循环泵,开启搅拌器;继续反应50分钟,反应温度和反应压力逐渐下降时,反应结束。
实施例5
反应器用氮气置换将空气除尽,并充入氮气保护;加热至100℃,真空脱水;将质量分数为38%环氧乙烷加入反应器,环氧乙烷呈气态充满反应器上端;将质量分数为8%的乙二醇和质量分数为0.2%的氢氧化钾通过喷头送入反应器进行雾化反应,同时开启循环泵;反应器底部的生成物通过循环泵再循环至喷头喷入反应器中;当反应温度达到150℃,压力达到0.4mpa,加入余量的环氧乙烷,并关闭循环泵,开启搅拌器;继续反应40分钟,反应温度和反应压力逐渐下降时,反应结束。
实施例6
反应器用氮气置换将空气除尽,并充入氮气保护;加热至100℃,真空脱水;将质量分数为25%环氧丙烷加入反应器,环氧丙烷呈气态充满反应器上端;将质量分数为10%的乙二醇和质量分数为0.2%的氢氧化钾通过喷头送入反应器进行雾化反应,同时开启循环泵;反应器底部的生成物通过循环泵再循环至喷头喷入反应器中;当反应温度达到150℃,压力达到0.4mpa,加入余量的环氧乙烷,并关闭循环泵,开启搅拌器;继续反应50分钟,反应温度和反应压力逐渐下降时,反应结束。
实施例7
反应器用氮气置换将空气除尽,并充入氮气保护;加热至100℃,真空脱水;将质量分数为25%环氧乙烷加入反应器,环氧乙烷呈气态充满反应器上端;将质量分数为5%的乙二醇和质量分数为0.2%的氢氧化钾通过喷头送入反应器进行雾化反应,同时开启循环泵;反应器底部的生成物通过循环泵再循环至喷头喷入反应器中;当反应温度达到140℃,压力达到0.2mpa,加入余量的环氧乙烷,并关闭循环泵,开启搅拌器;继续反应40分钟,反应温度和反应压力逐渐下降时,反应结束。
实施例8
反应器用氮气置换将空气除尽,并充入氮气保护;加热至100℃,真空脱水;将质量分数为40%环氧乙烷加入反应器,环氧乙烷呈气态充满反应器上端;将质量分数为5%的乙二醇和质量分数为0.2%的氢氧化钾通过喷头送入反应器进行雾化反应,同时开启循环泵;反应器底部的生成物通过循环泵再循环至喷头喷入反应器中;当反应温度达到140℃,压力达到0.2mpa,加入余量的环氧乙烷,并关闭循环泵,开启搅拌器;继续反应40分钟,反应温度和反应压力逐渐下降时,反应结束。