CN101381308A - 制备碳酸二乙酯和碳酸甲乙酯混合酯的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及制备碳酸二乙酯和碳酸甲乙酯混合酯的方法，原料由碳酸二甲酯和乙醇组成，催化剂由甲醇钠质量百分数为20％的甲醇钠－甲醇溶液和固体氧化镁组成，乙醇按照质量等分为两部分，一部分与碳酸二甲酯和甲醇钠－甲醇溶液混合后从塔顶加入到反应精馏塔，另一部分乙醇和固体氧化镁直接从反应精馏塔塔釜加入。碳酸二甲酯和乙醇的摩尔比为1∶1.2～1∶1.6，甲醇钠－甲醇溶液的加入量是原料碳酸二甲酯和乙醇总质量的1.8％～2.3％，固体氧化镁的加入量是原料碳酸二甲酯和乙醇总质量的0.1％～2.0％。本发明通过控制原料液的配比，乙醇和催化剂的加入方式，以及塔釜温度的控制等条件的选择，得到一定比例组成的碳酸二乙酯和碳酸甲乙酯的混合酯产品。

Description

制备碳酸二乙酯和碳酸甲乙酯混合酯的方法
技术领域
本发明涉及一种有机溶剂的制备方法，特别涉及由碳酸二甲酯和乙醇通过酯交换反应制备碳酸二乙酯和碳酸甲乙酯混合酯的方法。
背景技术
传统的涂料、油漆等行业由于使用大量的有机溶剂，会产生包括直链烃、卤代烃、芳香烃以及醛酮醇类等挥发性有机化合物，造成对环境的污染，严重影响人身安全和人类健康。碳酸二乙酯和碳酸甲乙酯是对环境友好的绿色环保化工原料，可以替代涂料、油漆等产业中多种工业溶剂，具有广阔的应用前景。
当前利用酯交换法生产的主要目的是得到单一的碳酸二乙酯或碳酸甲乙酯产品。例如，以碳酸二甲酯和乙醇为原料，在催化剂作用下制备碳酸二乙酯；以碳酸二甲酯和碳酸二乙酯为原料，在催化剂存在下经过酯交换反应生产碳酸甲乙酯。在碳酸二乙酯和碳酸甲乙酯作为涂料、油漆等行业的替代有机溶剂时，通常是将二者按照一定的比例进行混合后使用。因此，若以碳酸二乙酯和碳酸甲乙酯的下游市场为前提，直接制备具有一定组成比例要求的碳酸二乙酯和碳酸甲乙酯的混合酯产品，则可简化生产和使用程序，降低资源和能源消耗。
发明内容
本发明的目的在于提供一种工艺简单，成本低廉的利用酯交换法制备碳酸二乙酯和碳酸甲乙酯混合酯的方法。
本发明制备碳酸二乙酯和碳酸甲乙酯混合酯的方法，是以碳酸二甲酯和乙醇为原料，两种催化剂存在下在反应精馏塔内进行酯交换反应得到。
本发明的制备碳酸二乙酯和碳酸甲乙酯混合酯的方法，原料由碳酸二甲酯和乙醇组成，催化剂由甲醇钠质量百分数为20％的甲醇钠—甲醇溶液和固体氧化镁组成，乙醇按照质量等分为两部分，一部分与碳酸二甲酯和甲醇钠—甲醇溶液混合后从塔顶加入到反应精馏塔，另一部分乙醇和固体氧化镁直接从反应精馏塔塔釜加入。
所述的固体氧化镁是首先加入到反应精馏塔的塔釜。
所述的碳酸二甲酯和乙醇的摩尔比为1：1.2～1：1.6，甲醇钠—甲醇溶液的加入量是原料碳酸二甲酯和乙醇总质量的1.8％～2.3％，固体氧化镁的加入量是原料碳酸二甲酯和乙醇总质量的0.1％～2.0％。
所述的反应精馏塔塔釜温度为105℃～115℃，操作压力为常压，回流比为4～15，原料液在塔内的停留时间为1.5～2.5小时，由塔釜得到的碳酸二乙酯和碳酸甲乙酯的混合酯。
所述的碳酸二乙酯和碳酸甲乙酯的混合酯中，碳酸二乙酯的质量百分比为70％～85％，碳酸甲乙酯的质量百分比15％～30％。
上述的酯交换反应实际上包括以下两步进行：
CH3OCOOCH3+C2H5OH→CH3OCOOC2H5+CH3OH        (1)
CH3OCOOC2H5+C2H5OH→C2H5OCOOC2H5+CH3OH      (2)
即在催化剂作用下，乙醇首先与碳酸二甲酯反应生成碳酸甲乙酯和甲醇，然后碳酸甲乙酯与乙醇继续反应生成碳酸二乙酯和甲醇。
本发明的独特之处就在于通过控制原料液的配比，乙醇和催化剂的加入方式，以及塔釜温度的控制，回流比和原料液在塔内停留时间的选择，从而得到一定比例组成的碳酸二乙酯和碳酸甲乙酯的混合酯产品。
使用本发明的碳酸二乙酯和碳酸甲乙酯混合酯替代当前涂料和油漆等行业的有机溶剂，其配制的涂料或油漆性能能够满足各项性能指标，且由于碳酸二乙酯和碳酸甲乙酯的环境友好性能，不会对环境造成污染，降低了对人类健康的危害。
具体实施方式
以下将通过实施例对本发明做进一步的说明。
实施例1：
按照摩尔比为1：1.2的比例量取碳酸二甲酯和乙醇，然后将乙醇等质量分为两部分，一部分与碳酸二甲酯和甲醇钠—甲醇溶液混合后从塔顶加入到反应精馏塔，其中甲醇钠—甲醇溶液的加入量是原料碳酸二甲酯和乙醇总质量的2.0％，控制加入速度以保证上述液体在塔内的停留时间为1.5小时；另一部分乙醇则直接从塔釜加入。在上述原料液加入反应精馏塔之前，将固体氧化镁加入到反应精馏塔的塔釜，其加入量为原料碳酸二甲酯和乙醇总质量的2.0％。反应精馏塔的其他操作条件为：塔釜温度控制在105℃，反应精馏塔操作压力为常压，回流比为4。在连续精馏操作下，由塔釜可得到碳酸二乙酯和碳酸甲乙酯的混合酯产品，其中碳酸二乙酯的质量百分比为70％，碳酸甲乙酯的质量百分比30％。
实施例2：
按照摩尔比为1：1.4的比例量取碳酸二甲酯和乙醇，然后将乙醇等质量分为两部分，一部分与碳酸二甲酯和甲醇钠—甲醇溶液混合后从塔顶加入到反应精馏塔，其中甲醇钠—甲醇溶液的加入量是原料碳酸二甲酯和乙醇总质量的2.3％，控制加入速度以保证上述液体在塔内的停留时间为2.0小时；另一部分乙醇则直接从塔釜加入。在上述原料液加入反应精馏塔之前，将固体氧化镁加入到反应精馏塔的塔釜，其加入量为原料碳酸二甲酯和乙醇总质量的1.0％。反应精馏塔的其他操作条件为：塔釜温度控制在110℃，反应精馏塔操作压力为常压，回流比为15。在连续精馏操作下，由塔釜可得到碳酸二乙酯和碳酸甲乙酯的混合酯产品，其中碳酸二乙酯的质量百分比为80％，碳酸甲乙酯的质量百分比20％。
实施例3：
按照摩尔比为1：1.6的比例量取碳酸二甲酯和乙醇，然后将乙醇等质量分为两部分，一部分与碳酸二甲酯和甲醇钠—甲醇溶液混合后从塔顶加入到反应精馏塔，其中甲醇钠—甲醇溶液的加入量是原料碳酸二甲酯和乙醇总质量的1.8％，控制加入速度以保证上述液体在塔内的停留时间为2.5小时；另一部分乙醇则直接从塔釜加入。在上述原料液加入反应精馏塔之前，将固体氧化镁加入到反应精馏塔的塔釜，其加入量为原料碳酸二甲酯和乙醇总质量的0.1％。反应精馏塔的其他操作条件为：塔釜温度控制在115℃，反应精馏塔操作压力为常压，回流比为8。在连续精馏操作下，由塔釜可得到碳酸二乙酯和碳酸甲乙酯的混合酯产品，其中碳酸二乙酯的质量百分比为85％，碳酸甲乙酯的质量百分比15％。
本发明提出的碳酸二乙酯和碳酸甲乙酯混合酯的制备方法，已通过较佳实施例子进行了描述，相关技术人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文所述的方法进行改动或适当变更与组合，来实现本发明技术。特别需要指出的是，所有相类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，他们都被视为包括在本发明精神、范围和内容中。

Claims (5)

1.一种制备碳酸二乙酯和碳酸甲乙酯混合酯的方法，原料由碳酸二甲酯和乙醇组成，催化剂由甲醇钠质量百分数为20％的甲醇钠—甲醇溶液和固体氧化镁组成，其特征是：乙醇按照质量等分为两部分，一部分与碳酸二甲酯和甲醇钠—甲醇溶液混合后从塔顶加入到反应精馏塔，另一部分乙醇和固体氧化镁直接从反应精馏塔塔釜加入。
2.如权利要求1所述的制备碳酸二乙酯和碳酸甲乙酯混合酯的方法，其特征是所述的固体氧化镁是首先加入到反应精馏塔的塔釜，
3.如权利要求1所述的制备碳酸二乙酯和碳酸甲乙酯混合酯的方法，其特征是所述的碳酸二甲酯和乙醇的摩尔比为1：1.2～1：1.6，甲醇钠—甲醇溶液的加入量是原料碳酸二甲酯和乙醇总质量的1.8％～2.3％，固体氧化镁的加入量是原料碳酸二甲酯和乙醇总质量的0.1％～2.0％。
4.如权利要求1所述的制备碳酸二乙酯和碳酸甲乙酯混合酯的方法，其特征是所述的反应精馏塔塔釜温度为105℃～115℃，操作压力为常压，回流比为4～15，原料液在塔内的停留时间为1.5～2.5小时，由塔釜得到碳酸二乙酯和碳酸甲乙酯的混合酯。
5.如权利要求4所述的制备碳酸二乙酯和碳酸甲乙酯混合酯的方法，其特征是所述的碳酸二乙酯和碳酸甲乙酯的混合酯中，碳酸二乙酯的质量百分比为70％～85％，碳酸甲乙酯的质量百分比15％～30％。
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