CN105817266A - 一种用于酯交换法生产碳酸甲乙酯联产碳酸二乙酯的催化剂 - Google Patents

一种用于酯交换法生产碳酸甲乙酯联产碳酸二乙酯的催化剂 Download PDF

Info

Publication number
CN105817266A
CN105817266A CN201610268317.2A CN201610268317A CN105817266A CN 105817266 A CN105817266 A CN 105817266A CN 201610268317 A CN201610268317 A CN 201610268317A CN 105817266 A CN105817266 A CN 105817266A
Authority
CN
China
Prior art keywords
catalyst
carbonate
ethyl methyl
polyethylene glycol
metal halide
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201610268317.2A
Other languages
English (en)
Inventor
屈强好
赵建波
杜鹏举
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to CN201610268317.2A priority Critical patent/CN105817266A/zh
Publication of CN105817266A publication Critical patent/CN105817266A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J31/00—Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds
    • B01J31/16—Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing coordination complexes
    • B01J31/22—Organic complexes
    • B01J31/2204—Organic complexes the ligands containing oxygen or sulfur as complexing atoms
    • B01J31/2208—Oxygen, e.g. acetylacetonates
    • B01J31/2213—At least two complexing oxygen atoms present in an at least bidentate or bridging ligand
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C68/00—Preparation of esters of carbonic or haloformic acids
    • C07C68/06—Preparation of esters of carbonic or haloformic acids from organic carbonates
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2231/00—Catalytic reactions performed with catalysts classified in B01J31/00
    • B01J2231/40—Substitution reactions at carbon centres, e.g. C-C or C-X, i.e. carbon-hetero atom, cross-coupling, C-H activation or ring-opening reactions
    • B01J2231/49—Esterification or transesterification
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2531/00—Additional information regarding catalytic systems classified in B01J31/00
    • B01J2531/02—Compositional aspects of complexes used, e.g. polynuclearity
    • B01J2531/0238—Complexes comprising multidentate ligands, i.e. more than 2 ionic or coordinative bonds from the central metal to the ligand, the latter having at least two donor atoms, e.g. N, O, S, P
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2531/00—Additional information regarding catalytic systems classified in B01J31/00
    • B01J2531/10—Complexes comprising metals of Group I (IA or IB) as the central metal
    • B01J2531/12—Sodium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2531/00—Additional information regarding catalytic systems classified in B01J31/00
    • B01J2531/10—Complexes comprising metals of Group I (IA or IB) as the central metal
    • B01J2531/13—Potassium

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Abstract

本专利介绍一种用于酯交换法生产碳酸甲乙酯联产碳酸二乙酯的催化剂，以聚乙二醇和金属卤化物为原料，合成一种络合物作为催化剂，该催化剂催化活性高，可以与碳酸酯互溶，性质稳定，易于分离，可以重复使用，解决了目前工业上使用的催化剂不能重复使用，造成浪费以及环境污染等问题。

Description

一种用于酯交换法生产碳酸甲乙酯联产碳酸二乙酯的催化剂
技术领域
一种用于酯交换法生产碳酸甲乙酯联产碳酸二乙酯的催化剂，涉及以碳酸二甲酯和乙醇为原料，酯交换法生产碳酸甲乙酯联产碳酸二乙酯过程中所用的催化剂。
背景技术
随着锂离子电池的迅猛发展，有关电池安全性、使用寿命等要求越来越严格，给电
池电解质溶剂的技术革新带来了挑战。碳酸甲乙酯是一种用途广泛的不对称碳酸酯化合物，主要用作溶剂和有机合成的中间体，作为锂离子电池电解质溶剂时，由于其粘度小，介电常数大，对锂盐的溶解性强，能很好地提高电池的能量密度和充放电容量，更能提高电池的安全性能和使用寿命，在一定程度上可以缓解国内对电解质溶剂的需求。
碳酸甲乙酯的合成方法主要有三种：光气法、氧化羰基法和酯交换法。光气法主要是用光气和无水乙醇反应，由于光气具有剧毒，中间产物具有强腐蚀性，副产品对环境污染严重，因此该方法已经被淘汰。氧化羰基法尚不完善，存在选择性低、催化剂价格昂贵、难以操作控制等缺点。酯交换法合成碳酸甲乙酯到目前为止已经有很多研究者做过很多研究，但是碳酸二甲酯和乙醇的酯交换是研究较多的一种，此种方法联产碳酸二乙酯，碳酸二乙酯也是一种用途较为广泛的碳酸酯类产品。
目前工业生产上所用的催化剂大部分为甲醇钠，在反应过程中与乙醇、碳酸二甲酯一起加入到反应精馏塔中进行反应，在塔顶提出碳酸二甲酯和反应生成的甲醇，塔釜为生成的碳酸甲乙酯和碳酸二乙酯以及催化剂，在反应过程中随着碳酸酯的增多和乙醇的减少催化剂逐渐析出，容易造成塔和换热器的堵塞，后续经过过滤去除催化剂，不能重复使用，造成浪费以及环境问题，针对以上问题，研发一种新型催化剂，催化活性高，可以与碳酸酯互溶，性质稳定，易于分离，可以重复使用。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于酯交换法生产碳酸甲乙酯联产碳酸二乙酯的催化剂，解决目前工业生产碳酸甲乙酯所用催化剂甲醇钠在使用过程中存在的诸多问题。
本发明的方法包括如下步骤：
本发明提供一种用于酯交换法生产碳酸甲乙酯联产碳酸二乙酯的催化剂，以聚乙二醇和金属卤化物为原料，合成一种络合物作为催化剂，聚乙二醇分子量在300—6000之间，优先选用分子量800—1000，金属卤化物可以是钠、钾等碱金属卤化物中的一种或几种，催化剂结构式如下：
，R为碱金属元素，X为卤素。
催化剂的合成方法：在带有搅拌的反应釜内加入聚乙二醇，升温到80—130℃之间，按比例加入金属卤化物，聚乙二醇和金属卤化物按质量比100:1—100:10之间，反应2—4小时。
本发明的催化剂与现在使用的催化剂相比有如下优点：
（1）催化活性高；
（2）可以与碳酸酯互溶，易实现连续化生产；
（3）性质稳定，易于分离，可以重复使用。
具体实施方式
用反应精馏塔测试催化剂的使用效果，精馏塔采用3米高θ环填料，塔顶和塔釜物料分别用色谱分析，计算碳酸甲乙酯和碳酸二乙酯收率。
实验一：碳酸二甲酯和乙醇摩尔比1:1，催化剂用量为碳酸二甲酯用量的5%，按上述比例配置混料，控制反应精馏塔顶温度50—70℃，塔釜温度80—120℃，塔内为常压，持续进料四小时，分别分析塔顶和塔釜馏出物各组分含量，计算各组分含量，并计算碳酸甲乙酯和碳酸二乙酯收率。
实验二：催化剂用量增加值碳酸二甲酯用量的10%，其余条件与实验一相同，持续进料四小时，分别分析塔顶和塔釜馏出物各组分含量，计算各组分含量，并计算碳酸甲乙酯和碳酸二乙酯收率。
实验三：催化剂用量增加值碳酸二甲酯用量的20%，其余条件与实验一相同，持续进料四小时，分别分析塔顶和塔釜馏出物各组分含量，计算各组分含量，并计算碳酸甲乙酯和碳酸二乙酯收率。
实验四：催化剂用量增加值碳酸二甲酯用量的30%，其余条件与实验一相同，持续进料四小时，分别分析塔顶和塔釜馏出物各组分含量，计算各组分含量，并计算碳酸甲乙酯和碳酸二乙酯收率。
通过四组实验观察塔内情况，得出结论：催化剂溶解效果好，整个过程无析出现象，并对催化剂进行回收，多次使用，亦无明显变化，对四组实验数据整理如下表：
催化剂用量 碳酸甲乙酯收率 碳酸二乙酯收率
5% 55.3% 33.2%
10% 56.9% 35.8%
20% 55.8% 37.2%
30% 54.8% 40.6%

Claims (2)

1.一种用于酯交换法生产碳酸甲乙酯的催化剂，其特征在于：以聚乙二醇和金属卤化物为原料，合成一种络合物作为催化剂，聚乙二醇分子量在300—6000之间，优先选用分子量800—1000，金属卤化物可以是钠、钾等碱金属卤化物中的一种或几种，催化剂结构式如下：
，R为碱金属元素，X为卤素。
2.根据权利要求1所述络合物催化剂的合成方法：在带有搅拌的反应釜内加入聚乙二醇，升温到80—130℃之间，按比例加入金属卤化物，聚乙二醇和金属卤化物按质量比100:1—100:10之间，反应2—4小时。
CN201610268317.2A 2016-04-27 2016-04-27 一种用于酯交换法生产碳酸甲乙酯联产碳酸二乙酯的催化剂 Pending CN105817266A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610268317.2A CN105817266A (zh) 2016-04-27 2016-04-27 一种用于酯交换法生产碳酸甲乙酯联产碳酸二乙酯的催化剂

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610268317.2A CN105817266A (zh) 2016-04-27 2016-04-27 一种用于酯交换法生产碳酸甲乙酯联产碳酸二乙酯的催化剂

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN105817266A true CN105817266A (zh) 2016-08-03

Family

ID=56527597

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610268317.2A Pending CN105817266A (zh) 2016-04-27 2016-04-27 一种用于酯交换法生产碳酸甲乙酯联产碳酸二乙酯的催化剂

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105817266A (zh)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56128778A (en) * 1980-03-14 1981-10-08 Nippon Shokubai Kagaku Kogyo Co Ltd Preparation of alkylene carbonate
CN85100162A (zh) * 1985-04-01 1986-07-30 山东师范大学 络合催化合成碳酸乙烯酯工艺
CN1130628A (zh) * 1995-03-03 1996-09-11 中国石化辽阳石油化纤公司 烷撑碳酸酯的制备方法
CN1314338A (zh) * 2001-04-05 2001-09-26 华东理工大学 制备碳酸二乙酯的方法
CN101210008A (zh) * 2006-12-27 2008-07-02 比亚迪股份有限公司 亚硫酸乙烯酯的制备方法
CN101255115A (zh) * 2008-03-26 2008-09-03 中国科学院成都有机化学有限公司 一种酯交换法合成长链烷基碳酸酯的方法
CN102372636A (zh) * 2011-12-13 2012-03-14 河北工业大学 一种酯交换法合成碳酸二甲酯的工艺
CN104761530A (zh) * 2015-03-31 2015-07-08 山东科技大学 一种可用于新型锂电池电解液溶剂的生产方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56128778A (en) * 1980-03-14 1981-10-08 Nippon Shokubai Kagaku Kogyo Co Ltd Preparation of alkylene carbonate
CN85100162A (zh) * 1985-04-01 1986-07-30 山东师范大学 络合催化合成碳酸乙烯酯工艺
CN1130628A (zh) * 1995-03-03 1996-09-11 中国石化辽阳石油化纤公司 烷撑碳酸酯的制备方法
CN1314338A (zh) * 2001-04-05 2001-09-26 华东理工大学 制备碳酸二乙酯的方法
CN101210008A (zh) * 2006-12-27 2008-07-02 比亚迪股份有限公司 亚硫酸乙烯酯的制备方法
CN101255115A (zh) * 2008-03-26 2008-09-03 中国科学院成都有机化学有限公司 一种酯交换法合成长链烷基碳酸酯的方法
CN102372636A (zh) * 2011-12-13 2012-03-14 河北工业大学 一种酯交换法合成碳酸二甲酯的工艺
CN104761530A (zh) * 2015-03-31 2015-07-08 山东科技大学 一种可用于新型锂电池电解液溶剂的生产方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
C. MURUGAN等: "Synthesis of diethyl carbonate from dimethyl carbonate and ethanol using KF/Al2O3 as an efficient solid base catalyst", 《FUEL PROCESSING TECHNOLOGY》 *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102863339B (zh) 一种碳酸二甲酯和碳酸二乙酯酯交换合成碳酸甲乙酯的方法
CN103613745B (zh) 一种相转移催化功能型节能聚酯树脂及其合成方法和用途
CN102093164B (zh) 一种催化同时制备乙二醇和碳酸酯的方法
CN104592030B (zh) 一种合成邻苯二甲酸酯类化合物的方法
CN102850223B (zh) 一种合成碳酸甲乙酯的方法
CN103467435A (zh) 一种制备甘油碳酸酯的方法
Gade et al. Perception of glycerol carbonate as green chemical: Synthesis and applications
CN207786544U (zh) 一种锂盐生产装置
CN102212010A (zh) 一种合成碳酸甲乙酯的方法
CN104151164A (zh) 一种制取氯乙酸甲酯的方法
CN102978012A (zh) 一种咪唑阴离子型碱性离子液体催化制备生物柴油的方法
CN109180490A (zh) 锂电用高纯碳酸二乙酯均相生产工艺
CN102850224B (zh) 一种碳酸二乙酯和甲醇酯交换合成碳酸甲乙酯的方法
CN105817266A (zh) 一种用于酯交换法生产碳酸甲乙酯联产碳酸二乙酯的催化剂
CN102492559A (zh) 一种在新型碱性离子液体中制备生物柴油的方法
CN105968004A (zh) 一种全连续化生产碳酸甲乙酯联产碳酸二乙酯的方法
CN102794185A (zh) 制备1,3-二氧戊环的方法及所用催化剂和装置
CN116328790A (zh) 一种固体酸催化剂的制备方法及其在二甘醇二苯甲酸酯合成中的应用
CN102603486A (zh) 一种由环戊烯制备环戊醇的方法
CN104892400A (zh) 催化合成草酸间歇反应与连续反应精馏组合工艺
CN107698542A (zh) 制备γ‑丁内酯的装置及方法
CN104262086A (zh) 填充床酯交换-吸附脱甲醇合成碳酸酯装置
CN103709032B (zh) 一种脯氨酸类离子液体催化合成碳酸二丁酯的制备方法
CN107032998A (zh) 一种无催化剂的碳酸甲乙酯连续合成方法
CN103980185A (zh) 一种受阻胺类光稳定剂770的制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20160803