CN106083585B - 一种间接醇解制备碳酸二甲酯的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种间接醇解制备碳酸二甲酯的方法，包括如下步骤：（1）一级醇解；（2）二级醇解；（3）过滤分离。本发明一种间接醇解制备碳酸二甲酯的方法，通过尿素间接醇解，有效提高了碳酸二甲酯的产率，且缩短生产周期，制备过程中无工业三废的排放，实现清洁生产。

Description

一种间接醇解制备碳酸二甲酯的方法
技术领域
本发明涉及碳酸二甲酯制备技术领域，特别是涉及一种间接醇解制备碳酸二甲酯的方法。
背景技术
碳酸二甲酯（DMC）化学性质活泼、物理性质优良，并且无毒、易生物降解，是一种新的低污染、环境友好型的绿色基础化工原料，可作为溶剂、汽油添加剂、锂离子电池电解液及羰基化、甲基化和羰基甲氧基化试剂，被广泛应用在化学化工领域。
现有碳酸二甲酯的生产方法很多，且多数也进行了工业化生产，但这些方法基本上还存在反应产率低、生产周期长或污染环境等问题。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种间接醇解制备碳酸二甲酯的方法，能够有效解决现有碳酸二甲酯在生产上存在的上述问题。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种间接醇解制备碳酸二甲酯的方法，包括如下步骤：
（1）一级醇解：以尿素和多元醇为原料，以复合金属氧化物为第一催化剂，按一定的配比加入带加热搅拌及真空系统的反应釜中反应一段时间，反应生成碳酸丙烯酯和氨气，冷却后过滤取滤液；
（2）二级醇解：将步骤（1）中所得滤液加入带回流冷凝装置的精馏釜中，按一定的配比加入甲醇和第二催化剂，在搅拌状态及一定温度下进行精馏反应，塔顶采出多元醇馏分；
（3）过滤分离：将步骤（2）中精馏醇解后的馏液冷却至室温，减压过滤，再向滤液中加入去离子水，充分搅拌后静置分层，下层即为所述碳酸二甲酯。
在本发明一个较佳实施例中，所述步骤（1）中，所述尿素、多元醇和第一催化剂的摩尔配比为1：2～3：0.1～0.3；所述反应的温度为140～160℃，反应时间为3～3.5h。
在本发明一个较佳实施例中，所述多元醇为丙二醇或季戊四醇。
在本发明一个较佳实施例中，所述第一催化剂为氧化锌、氧化镁和氧化镧以3～5：2～3：0.5～1的质量比复合的复合物。
在本发明一个较佳实施例中，所述步骤（2）中，所述滤液、甲醇和第二催化剂的摩尔配比为3～5：2～3：1；所述温度为80～90℃，精馏时间为3～5h。
在本发明一个较佳实施例中，所述第二催化剂为氧化锌和钛酸镧以3～5：1～2的质量比复合的复合物。
本发明的有益效果是：本发明一种间接醇解制备碳酸二甲酯的方法，通过尿素间接醇解，有效提高了碳酸二甲酯的产率，且缩短生产周期，制备过程中无工业三废的排放，实现清洁生产。
具体实施方式
下面对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
本发明实施例包括：
实施例1
一种间接醇解制备碳酸二甲酯的方法，包括如下步骤：
（1）一级醇解：将尿素、丙二醇和第一催化剂按1：2：0.1的摩尔配比加入带加热搅拌及真空系统的反应釜中，在温度为140℃，真空度为0.01～0.03MPa的条件下反应3h，生成碳酸丙烯酯和氨气，冷却后过滤取滤液；其中氨气采用专门的装置吸收，以免污染空气；
所述第一催化剂为氧化锌、氧化镁和氧化镧以3：2：0.5的质量比复合的复合物；
（2）二级醇解：将步骤（1）中所得滤液加入带回流冷凝装置的精馏釜中，再按滤液、甲醇和第二催化剂的摩尔配比为3：2：1的比例加入甲醇和第二催化剂，在搅拌状态下，于80℃下精馏反应5h，塔顶采出多元醇馏分，回收利用；
所述第二催化剂为氧化锌和钛酸镧以3：1的质量比复合的复合物；
（3）过滤分离：将步骤（2）中精馏醇解后的馏液冷却至室温，减压过滤，再向滤液中加入去离子水，充分搅拌后静置分层，下层即为所述碳酸二甲酯。
实施例2
一种间接醇解制备碳酸二甲酯的方法，包括如下步骤：
（1）一级醇解：将尿素、季戊四醇和第一催化剂按1：3：0.3的摩尔配比加入带加热搅拌及真空系统的反应釜中，在温度为160℃，真空度为0.01～0.03MPa的条件下反应3h，生成碳酸丙烯酯和氨气，冷却后过滤取滤液；其中氨气采用专门的装置吸收，以免污染空气；
所述第一催化剂为氧化锌、氧化镁和氧化镧以5：3：1的质量比复合的复合物；
（2）二级醇解：将步骤（1）中所得滤液加入带回流冷凝装置的精馏釜中，再按滤液、甲醇和第二催化剂的摩尔配比为5：3：1的比例加入甲醇和第二催化剂，在搅拌状态下，于90℃下精馏反应3h，塔顶采出多元醇馏分；
所述第二催化剂为氧化锌和钛酸镧以5：2的质量比复合的复合物；
（3）过滤分离：将步骤（2）中精馏醇解后的馏液冷却至室温，减压过滤，再向滤液中加入去离子水，充分搅拌后静置分层，下层即为所述碳酸二甲酯。
上述方法得到的碳酸二甲酯，经检测，其收率大于93%。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (5)

1.一种间接醇解制备碳酸二甲酯的方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）一级醇解：以尿素和多元醇为原料，以复合金属氧化物为第一催化剂，按一定的配比加入带加热搅拌及真空系统的反应釜中反应一段时间，反应生成碳酸丙烯酯和氨气，冷却后过滤取滤液；
（2）二级醇解：将步骤（1）中所得滤液加入带回流冷凝装置的精馏釜中，按一定的配比加入甲醇和第二催化剂，在搅拌状态及一定温度下进行精馏反应，塔顶采出多元醇馏分；所述第二催化剂为氧化锌和钛酸镧以3～5：1～2的质量比复合的复合物；
（3）过滤分离：将步骤（2）中精馏醇解后的馏液冷却至室温，减压过滤，再向滤液中加入去离子水，充分搅拌后静置分层，下层即为所述碳酸二甲酯。
2.根据权利要求1所述的间接醇解制备碳酸二甲酯的方法，其特征在于，所述步骤（1）中，所述尿素、多元醇和第一催化剂的摩尔配比为1：2～3：0.1～0.3；所述反应的温度为140～160℃，反应时间为3～3 .5h。
3.根据权利要求1或2所述的间接醇解制备碳酸二甲酯的方法，其特征在于，所述多元醇为丙二醇或季戊四醇。
4.根据权利要求1或2所述的间接醇解制备碳酸二甲酯的方法，其特征在于，所述第一催化剂为氧化锌、氧化镁和氧化镧以3～5：2～3：0 .5～1的质量比复合的复合物。
5.根据权利要求1所述的间接醇解制备碳酸二甲酯的方法，其特征在于，所述步骤（2）中，所述滤液、甲醇和第二催化剂的摩尔配比为3～5：2～3：1；所述温度为80～90℃，精馏时间为3～5h。
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