本发明涉及到一种以ZSM-5分子筛为母体的固体酸催化剂，以及使用该催化剂来生产乙二醇醚类的生产方法。 工业上生产乙二醇醚类一般是采用环氧乙烷和C1-C4的低级脂肪醇为原料，在无催化剂或酸、碱催化剂存在下进行合成，其实际进行的有下列诸反应：
主反应：+R-OH→R·O·C2H4OH 单醚
付反应：+R-OH→R·O·C2H4·O·C2H4OH二醚
+R·O·C2H4OH→R·O·C2H4·O·C2H4OH二醚
+R·O·C2H4·OC2H4OH→
R·O·C2H4·O·C2H4·O·C2H4OH 三醚
+H2O→HOCH2CH2OH 乙二醇
→CH2-CH2On 聚乙二醇
在反应中，乙二醇醚（以下简称单醚）的收率取决于反应物中环氧乙烷与醇的比例、催化剂的性能以及合成的条件。目前，工业上多采用液体酸催化剂（如BF3、H2SO4、H3PO4等），但其付反应多，催化剂与产物在同一相内反应，催化剂不易分离和回收，并且需要加碱中和产物中的酸以后才能进行精馏提纯。此外，液体酸对设备的腐蚀，废液对环境的污染都是令人烦脑的问题。采用固体酸可以克服上述缺点。如美国专利US·P1011268（1977），日本专利：日特公昭38-4859，和日特公昭52-89606曾报导采用大孔离子交换树脂作催化剂，对乙二醇醚的合成具有较高的选择性，可使付产物大为减少，催化剂与产品易于分离，又无腐蚀性並易于连续化生产，但其单程转化率较低，仅为37%。日本专利公昭54-106409首次报导了以Zro为主催化剂，Sn2O3、ZnO为助催化剂的复合氧化物催化剂，但其醇与环氧乙烷的投料比太大，因而效率不高。
为了解决上述乙二醇醚类生产中的各种问题，我们采用ZSM-5分子筛为母体，用无机酸（例如盐酸或硝酸）或其镁、锌、铁等高价盐溶液进行离子交换后制成固体酸催化剂。若使用克分子比为1∶4-1∶9的环氧乙烷与醇（含有1-4个碳原子）地混合物，在100-150（℃）的温度范围内进行反应，则可得到收率为70-90%的乙二醇醚。
本发明所制得的固体酸催化剂具有明显的固体酸性催化作用，可以作为烃类的裂解、烃化、歧化、异构化等反应的催化剂;因为ZSM-5分子筛具有5-6的三维网状孔隙结构，具有500m2/g的表面积，所以反应物可以自由在孔中进行扩散、反应而不易于聚合、结焦，因而有较长的催化寿命;由于ZSM-5分子筛有较高的SiO2/Al2O3比值，其表面有一定的憎水性质，因而反应中含水量对反应几乎不产生影响。采用本固体酸催化剂生产乙二醇醚类（以乙二醇乙醚为例）具有以下优点：
1.催化剂活性高，投料20-30分钟后，反应即可完成，环氧乙烷的转化率接近100%。单醚收率达70-90%。
2.选择性好，在反应中醇类的水份与环氧乙烷反应较少，故可以使用工业乙醇作原料，降低了生产费用。而且，采用本发明的催化剂时其付产物-乙二醇的生成量较少，这就减少了精馏分离二醚的困难（因为乙二醇与二醚能形成难于分离的共沸物）。
3.本固体酸催化剂易于分离回收，多次循环使用并不需要再生和活化，产物不带酸性，可以不必加碱中和。
4.本固体酸催化剂对设备不腐蚀，对环境无污染。
5.本发明所用的ZSM-5分子筛是南开大学化工厂用“直接法”生产的，它比用“有机胺法”生产的分子筛性能优异、且其价格较低。
6.使用本催化剂进行各种化学反应时其工艺简单、易于操作和控制，也可以进行连续流动生产。
为了说明本催化剂的制造及其应用，举例如下（例中所用ZSM-5分子筛均为南开大学化工厂用“直接法”合成的。）：
实例1：
在50立升反应釜中加入SiO2/Al2O3为38的ZSM-5分子筛及0.3N的HCl（分子筛与酸液的重量比为1∶2），于搅拌下在80-90℃的范围内维持2小时后，进行过滤，用水洗至PH＝4-5，在120℃下烘干，所得晶粉物性如下：
Na2O含量 0.20%
正己烷吸附量 11%
SiO2/Al2O339.20
往上述晶粉加入10-30%的粘土，成型后于120℃下烘4小时、550℃下灼烧3小时，即为本发明的固体酸催化剂。
实例2：
在50立升塘瓷反应器中加入SiO2/Al2O3＝38的ZSM-5分子筛与0.3N的硝酸锌，分子筛与硝酸锌的重量比为1∶2，在搅拌下，于95℃恒温1.5小时后滤出酸液，用水洗至PH＝4-5，所得Zn型ZSM-5晶粉物性如下：
Na2O含量 0.043%
正己烷吸附量 12.5%
SiO2/Al2O341.92
加入10-30%的粘土与上述晶粉混合成型后于120℃下烘干4小时、550℃下灼烧3小时即得到本发明的固体酸催化剂。
实例3：
用SiO2/Al2O3＝27的ZSM-5分子筛和0.3N的HCl或Zn（NO3）2按照实例1和实例2的交换方法，所得ZSM-5晶粉物性如下：
Na2O含量 ＜ 0.055%
正己烷吸附量 11.7%
SiO2/Al2O330
往ZSM-5晶粉加入10-30%的粘土，成型后在120℃下烘干4小时、550℃下灼烧3小时即得到本发明的固体酸催化剂。
实例4：
将克分子比为1∶5的环氧乙烷与无水乙醇混合液150克投入容量为200毫升的反应器中，加入7.5克的固体酸催化剂，密封后置于120℃的油浴中，反应30分钟后冷却出料。经分析证明环氧乙烷转化率为100%，乙二醇乙醚的产率为85%。
实例5：
反应步骤同例4，将克分子比为1∶6的环氧乙烷与工业乙醇（含水5-8%）混合液150克投入容量为200毫升的反应器中，加入10克固体酸催化剂，在120℃下反应30分钟后，环氧乙烷的转化率为99%，乙二醇乙醚产率为80%至85%。
实例6：
反应步骤同例4，加入克分子比为1∶8的环氧乙烷与无水乙醇混合物150克，再加催化剂7.5克，在105℃下反应30分钟后，环氧乙烷的转化率为100%，乙二醇乙醚的产率为95%。
实例7：
在60立升的反应釜中，加工业乙醇24.5kg、固体酸催化剂1.5kg以及环氧乙烷4.4kg，反应30-40分钟后，环氧乙烷转化率为99%，乙二醇乙醚产率为77%，剩余催化剂可反复使用。
实例8：
应用上例剩余的催化剂，反应步骤及物料配比同实例7，反应温度为100-110℃，反应40分钟后乙二醇乙醚产率为78.10%。