CN113845426A - 一种制备酯类化合物的方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种制备酯类化合物的方法，包括如下步骤：(1)使酸类化合物、含羟基类化合物和催化剂接触，反应得到酯化产物；(2)对所述酯化产物进行闪蒸处理，得到气相和固相；(3)对所述气相进行冷凝处理，得到冷凝液；(4)使步骤(2)得到的固相和步骤(3)得到的冷凝液发生反应，得到固液混合物；(5)对所述固液混合物进行分离，得到的液相返回步骤(1)。本发明制备的酯类化合物中单酯含量能够满足直接聚合的要求，在分离提纯缓解无需考虑单酯的去除。
Description
技术领域
本发明涉及一种制备酯类化合物的方法，及由该方法制备的酯类化合物，以及其在制备聚酯、聚氨酯或聚酰胺中的应用，以及制备酯类化合物的装置。
背景技术
相较于传统聚酯PET，PEN体系中具有比苯环刚性更好的萘环，从而赋予了PEN相较于PET更为优异的性能，它的潜在用途涵盖所有PET能够应用的领域，并且能够提供更好的性能。生产PEN的关键是获得聚合级的单体。PEN生产可采用两种路线，一种是2,6-萘二甲酸(2,6-NDA)与乙二醇直接聚合；另一种是2,6-萘二甲酸二甲酯(2,6-NDC)与乙二醇进行酯交换聚合。第一种路线工艺虽然简单，然而单体2,6-NDA熔点高达310℃，同时其蒸气压低，且在各类有机溶液中的溶解性能也较差，使得2,6-NDA难以采用高效的分离手法提纯；第二种路线需首先将2,6-NDA与甲醇进行酯化，然后将酯化产物提纯后再与乙二醇进行聚合。其相较第一种路线相对复杂且聚合过程有副产物甲醇产生，然而2,6-NDC熔点远低于2,6-NDA熔点，约为190℃，同时2,6-NDC在有机溶剂中的溶解度也远大于2,6-NDA，使得2,6-NDC的提纯可采用结晶、精馏等形式。由于2,6-NDC提纯相对容易，Bp-Amoco公司最早采用此种工艺路线实现了PEN生产的工业化。
2,6-NDA的酯化反应在高温下是一个自发反应过程，因此在高温下合成过程可在无催化剂的条件下进行，更好的可采用金属化合物作为催化剂，其反应温度常常高于200℃，同时，对于反应第一阶段，体系为液固非均相反应。为增大甲醇与2,6-NDA的接触机会，专利US6013831采用喷嘴喷雾的形式将甲醇通过一定的进料速率从搅拌釜釜底加入，从而使得甲醇在反应器中雾化后以小液滴形式存在。Bp-Amoco报道了一种在立式酯化反应器中进行的酯化工艺，其是由若干个相互分隔的反应空间上下串联组合而成，每个反应空间中开有相互联通的通道。反应原料2,6-NDA和甲醇从反应器底部进入反应器中，逆流而上经过各个反应区，最终反应产物在反应器顶部排出。反应器中，一部分甲醇以气态形式存在，这一方面对于液相起到了鼓泡的效果，从而加大整个体系的扰动，加强了气液固三相的混合，使得甲醇与2,6-NDA的接触更为频繁；同时，甲醇气体不断的从体系中被排除，在排除气态甲醇的同时，夹带走部分酯化生成的水，使得反应向正向进行，提高2,6-NDA的转化率。为加强整个体系的混合，整个立式反应器可配备有搅拌。然而该工艺反应温度较高，能耗巨大，同时反应产物中还含有4％左右的反应不完全的2,6-萘二甲酸单甲酯(MM-2,6-NDC)，其很难通过结晶工艺去除。为去除MM-2,6-NDC，美国专利US5262560将原料经过重结晶精制后进一步的通过精馏提纯，大大增加了提纯过程的能耗和繁琐程度。
从以上分析可以看出，已有的酯化工艺均存在以下缺陷：产品中仍含有大量的未反应单酯，降低了酯化过程的收率，更增加了后期分离提纯的难度。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中存在的问题，提供一种制备酯类化合物的方法，及由该方法制备的酯类化合物，以及其在制备聚酯、聚氨酯或聚酰胺中的应用。本发明制备的酯类化合物中单酯含量能够满足直接聚合的要求，在分离提纯环节无需考虑单酯的去除。
为达到上述目的，本发明的一个方面提供了一种制备酯类化合物的方法，包括如下步骤：
(1)使酸类化合物、含羟基类化合物和催化剂接触，反应得到酯化产物；
(2)对所述酯化产物进行分离处理，得到气相和固相；
(3)对所述气相进行冷凝处理，得到冷凝液；
(4)使步骤(2)得到的固相和步骤(3)得到的冷凝液发生反应，得到固液混合物；
(5)对所述固液混合物进行分离，得到的液相返回步骤(1)。
根据本发明的优选实施方式，所述酯类化合物的通式为：A-(R1-COO-R2)2，所述酸类化合物的通式为A-(R1-COOH)2，所述含羟基类化合物的通式为HO-R2，
其中，A为C6-C20的芳香基，优选为C6-C12的芳香基，更优选为苯环或萘环；R1为键或C1-C6的亚烷基，优选为键、亚甲基、亚乙基、亚丙基或亚丁基；R2为C1-C6的烷基，优选为甲基、乙基、丙基或丁基。
根据本发明的优选实施方式，所述酯类化合物为萘二甲酸二甲酯，优选为2,6-萘二甲酸二甲酯。
根据本发明的优选实施方式，步骤(1)中的催化剂为均相催化剂。
根据本发明的优选实施方式，所述催化剂包括质子酸催化剂和/或离子液体催化剂。
根据本发明的优选实施方式，所述催化剂为离子液体催化剂。
根据本发明的优选实施方式，所述催化剂为布朗斯特酸性功能化离子液体催化剂。
根据本发明的优选实施方式，所述催化剂选自[MPSIm][HSO4]、[EPSIm][HSO4]、[BPSIm][HSO4]、[HPSIm][HSO4]、[MPSIm][H2PO4]和[MPSIm][pTS]中的一种或多种。
根据本发明的优选实施方式，步骤(1)中的反应温度为100℃以上，例如为120℃以上，优选为130℃以上，更优选为140℃以上，进一步优选为120-150℃。
根据本发明的优选实施方式，步骤(1)中的反应时间为0.1h以上，例如为0.5h以上，优选为1h以上，更优选为2h以上，进一步优选为0.5-5h。
根据本发明的优选实施方式，步骤(2)中的分离处理包括闪蒸处理，精馏处理或蒸馏处理，优选为闪蒸处理。
根据本发明的优选实施方式，闪蒸处理的压力为10kPa以下，优选为3kPa以下，例如为1kPa、2kPa。
根据本发明的优选实施方式，步骤(2)中可以采用闪蒸罐进行闪蒸处理。
根据本发明的优选实施方式，步骤(3)包括：
对所述气相进行第一次冷凝处理，得到气体；
对所述气体进行吸收处理；
对所述吸收后的气体进行第二次冷凝处理，得到冷凝液。
根据本发明的优选实施方式，所述第一次冷凝处理的温度为65℃以上，优选为70-90℃。
根据本发明的优选实施方式，所述吸收处理为使用吸收填料对气体进行吸收处理，优选所述吸收填料为任意吸水性填料，较为常用的为3A分子筛填料。
根据本发明的优选实施方式，所述第二次冷凝处理的温度为65℃以下，优选为10-50℃。
根据本发明的优选实施方式，所述步骤(4)中的反应温度为110℃以下，优选为100℃以下，更优选为50-100℃，进一步优选为50-70℃。
根据本发明的优选实施方式，所述步骤(4)中的反应时间为0.1h，优选为1-10h，更优选为2-5h。
本发明另一方面提供了根据第一方面所述的方法制备的酯类化合物，所述酯类化合物的通式为：A-(R1-COO-R2)2，
其中，A为C6-C20的芳香基，优选为C6-C12的芳香基，更优选为苯环或萘环；R1为键或C1-C6的亚烷基，优选为键、亚甲基、亚乙基、亚丙基或亚丁基；R2为C1-C6的烷基，优选为甲基、乙基、丙基或丁基。
根据本发明的优选实施方式，所述酯类化合物为萘二甲酸二甲酯，优选为2,6-萘二甲酸二甲酯，其中MM-2,6-NDC的含量为0.1％以下。
本发明另一方面提供了根据第一方面所述的方法制备的酯类化合物在制备聚酯、聚氨酯或聚酰胺中的应用。
根据本发明的优选实施方式，所述酯类化合物的通式为：A-(R1-COO-R2)2，
其中，A为C6-C20的芳香基，优选为C6-C12的芳香基，更优选为苯环或萘环；R1为键或C1-C6的亚烷基，优选为键、亚甲基、亚乙基、亚丙基或亚丁基；R2为C1-C6的烷基，优选为甲基、乙基、丙基或丁基。
根据本发明的优选实施方式，所述酯类化合物为萘二甲酸二甲酯，优选为2,6-萘二甲酸二甲酯。
本发明另一方面提供了一种制备酯类化合物的装置，包括：
高温酯化反应装置，用于使酸类化合物、含羟基类化合物和催化剂接触，反应得到酯化产物；
第一分离装置，用于对所述酯化产物进行分离处理，得到气相和固相；
冷凝装置，用于对所述气相进行冷凝处理，得到冷凝液；
低温酯化反应装置，用于使闪蒸装置得到的固相和冷凝装置得到的冷凝液发生反应，得到固液混合物；
第二分离装置，用于对所述固液混合物进行分离，得到液相；
其中，所述第二分离装置与高温酯化反应装置相连，用于将得到的液相返回高温酯化反应装置；
优选地，所述酯类化合物的通式为：A-(R1-COO-R2)2，所述酸类化合物的通式为A-(R1-COOH)2，所述含羟基类化合物的通式为HO-R2，
其中，A为C6-C20的芳香基，优选为C6-C12的芳香基，更优选为苯环或萘环；R1为键或C1-C6的亚烷基，优选为键、亚甲基、亚乙基、亚丙基或亚丁基；R2为C1-C6的烷基，优选为甲基、乙基、丙基或丁基。
根据本发明的优选实施方式，所述酯类化合物为萘二甲酸二甲酯，优选为2,6-萘二甲酸二甲酯。
根据本发明的优选实施方式，所述高温酯化反应装置的反应温度为100℃以上，例如为120℃以上，优选为130℃以上，更优选为140℃以上，进一步优选为120-150℃。
根据本发明的优选实施方式，所述高温酯化反应装置为高温酯化釜。
根据本发明的优选实施方式，所述第一分离装置为闪蒸装置。
根据本发明的优选实施方式，所述闪蒸装置的压力为10kPa以下，优选为3kPa以下，例如为1kPa、2kPa。
根据本发明的优选实施方式，所述闪蒸装置为闪蒸罐。
根据本发明的优选实施方式，所述冷凝装置包括：
第一冷凝器，用于对所述气相进行第一次冷凝处理，得到气体；
吸收塔，用于对所述气体进行吸收处理；
第二冷凝器，用于对来自于吸收塔的气体进行第二次冷凝液处理，得到冷凝液。
根据本发明的优选实施方式，所述第一冷凝器的冷凝温度为65℃以上，优选为70-90℃。
根据本发明的优选实施方式，所述吸收塔内填装有吸收填料，优选所述吸收填料为任意吸水性填料，较为常用的为3A分子筛填料。
根据本发明的优选实施方式，所述第二冷凝器的冷凝温度为65℃以下，优选为10-50℃。
根据本发明的优选实施方式，所述低温酯化反应装置的反应温度为110℃以下，优选为100℃以下，更优选为50-100℃，进一步优选为50-70℃。
根据本发明的优选实施方式，所述低温酯化反应装置为低温酯化釜。
本发明制备的酯类化合物中单酯含量能够满足直接聚合的要求，在分离提纯缓解无需考虑单酯的去除。
附图说明
图1为本发明一个实施方式的制备酯类化合物的装置示意图；
附图标记说明：1、高温酯化釜；2、闪蒸罐；3、第一冷凝器；4、气体吸收塔；5、第二冷凝器；6、低温酯化釜；7、第二分离装置。
具体实施方式
为使本发明更加容易理解，下面将结合附图和实施例来详细说明本发明，这些实施例仅起说明性作用，并不局限于本发明的应用范围。
如无特殊说明，本发明中所涉及的操作和处理方法属于本领域常规方法。
如无特殊说明，本发明中所采用的仪器为本领域常规仪器。
本发明实施方式中以2,6-NDC为例说明本发明制备酯类化合物的方法和装置，但并不局限于此，可以适用于本发明涵盖的其他酯类化合物。
如图1所示，本发明实施方式提供了一种制备酯类化合物的装置，包括高温酯化釜1、闪蒸罐2、第一冷凝器3、气体吸收塔4、第二冷凝器5、低温酯化釜6和第二分离装置7。反应原料萘二甲酸、甲醇和催化剂进入高温酯化釜1，发生高温酯化反应，得到酯化产物；酯化产物进入闪蒸罐2，进行闪蒸处理，得到气相和固相；得到的固体也进入低温酯化釜6；气相进入第一冷凝器3，得到的气体进入气体吸收塔4，从气体吸收塔4出来的气体再进入第二冷凝器5，得到的冷凝液进入低温酯化釜6，与来自闪蒸罐2的固体反应，得到固液混合物；固液混合物进入第二分离装置7，分离为固相和液相，固相为制备的酯类化合物，液相(主要为甲醇)返回高温酯化釜1。
实施例1
在1L高温酯化釜中加入500g甲醇、100g2,6-NDA以及7.5g[MPSIm][HSO4]催化剂，控制高温酯化釜中反应温度为140℃，停留时间为2h。高温酯化釜出料进入闪蒸罐中，闪蒸罐压力设置为1kPa，闪蒸的气相进入第一冷凝器，第一冷凝器温度为90℃，第一冷凝器出来的气相通过3A分子筛吸收塔，吸收塔温度为90℃，停留时间为0.5h，吸收塔出来的气相经过第二冷凝器，第二冷凝器的温度为10℃，得到的冷凝液进入低温酯化釜，和来自闪蒸罐的固体反应，反应温度为70℃，反应时间1h，所得最终酯化产物如表1所示。
表1酯化产物组成
实施例2
在1L高温酯化釜中加入500g甲醇、100g2,6-NDA以及7.5g[MPSIm][HSO4]催化剂，控制高温酯化釜中反应温度为120℃，停留时间为2h。高温酯化釜出料进入闪蒸罐中，闪蒸罐压力设置为1kPa，闪蒸的气相进入第一冷凝器，第一冷凝器温度为90℃，第一冷凝器出来的气相通过3A分子筛吸收塔，吸收塔温度为90℃，停留时间为0.5h，吸收塔出来的气相经过第二冷凝器，第二冷凝器的温度为10℃，得到的冷凝液进入低温酯化釜，和来自闪蒸罐的固体反应，反应温度为70℃，反应时间1h，所得最终酯化产物如表2所示。
表2酯化产物组成
实施例3
在1L高温酯化釜中加入500g甲醇、100g2,6-NDA以及7.5g[MPSIm][HSO4]催化剂，控制高温酯化釜中反应温度为140℃，停留时间为5h。高温酯化釜出料进入闪蒸罐中，闪蒸罐压力设置为1kPa，闪蒸的气相进入第一冷凝器，第一冷凝器温度为90℃，第一冷凝器出来的气相通过3A分子筛吸收塔，吸收塔温度为90℃，停留时间为0.5h，吸收塔出来的气相经过第二冷凝器，第二冷凝器的温度为10℃，得到的冷凝液进入低温酯化釜，和来自闪蒸罐的固体反应，反应温度为70℃，反应时间1h，所得最终酯化产物如表3所示。
表3酯化产物组成
实施例4
在1L高温酯化釜中加入500g甲醇、100g2,6-NDA以及7.5g[MPSIm][pTS]催化剂，控制高温酯化釜中反应温度为140℃，停留时间为2h。高温酯化釜出料进入闪蒸罐中，闪蒸罐压力设置为1kPa，闪蒸的气相进入第一冷凝器，第一冷凝器温度为90℃，第一冷凝器出来的气相通过3A分子筛吸收塔，吸收塔温度为90℃，停留时间为0.5h，吸收塔出来的气相经过第二冷凝器，第二冷凝器的温度为10℃，得到的冷凝液进入低温酯化釜，和来自闪蒸罐的固体反应，反应温度为70℃，反应时间1h，所得最终酯化产物如表4所示。
表4酯化产物组成
实施例5
在1L高温酯化釜中加入500g甲醇、100g2,6-NDA以及7.5g[MPSIm][HSO4]催化剂，控制高温酯化釜中反应温度为140℃，停留时间为2h。高温酯化釜出料进入闪蒸罐中，闪蒸罐压力设置为10kPa，闪蒸的气相进入第一冷凝器，第一冷凝器温度为90℃，第一冷凝器出来的气相通过3A分子筛吸收塔，吸收塔温度为90℃，停留时间为0.5h，吸收塔出来的气相经过第二冷凝器，第二冷凝器的温度为10℃，得到的冷凝液进入低温酯化釜，和来自闪蒸罐的固体反应，反应温度为70℃，反应时间1h，所得最终酯化产物如表5所示。
表5酯化产物组成
实施例6
在1L高温酯化釜中加入500g甲醇、100g2,6-NDA以及7.5g[MPSIm][HSO4]催化剂，控制高温酯化釜中反应温度为140℃，停留时间为2h。高温酯化釜出料进入闪蒸罐中，闪蒸罐压力设置为1kPa，闪蒸的气相进入第一冷凝器，第一冷凝器温度为70℃，第一冷凝器出来的气相通过3A分子筛吸收塔，吸收塔温度为70℃，停留时间为0.5h，吸收塔出来的气相经过第二冷凝器，第二冷凝器的温度为10℃，得到的冷凝液进入低温酯化釜，和来自闪蒸罐的固体反应，反应温度为70℃，反应时间1h，所得最终酯化产物如表6所示。
表6酯化产物组成
实施例7
在1L高温酯化釜中加入500g甲醇、100g2,6-NDA以及7.5g[MPSIm][HSO4]催化剂，控制高温酯化釜中反应温度为140℃，停留时间为2h。高温酯化釜出料进入闪蒸罐中，闪蒸罐压力设置为1kPa，闪蒸的气相进入第一冷凝器，第一冷凝器温度为90℃，第一冷凝器出来的气相通过3A分子筛吸收塔，吸收塔温度为90℃，停留时间为0.5h，吸收塔出来的气相经过第二冷凝器，第二冷凝器的温度为50℃，得到的冷凝液进入低温酯化釜，和来自闪蒸罐的固体反应，反应温度为70℃，反应时间1h，所得最终酯化产物如表7所示。
表7酯化产物组成
实施例8
在1L高温酯化釜中加入500g甲醇、100g2,6-NDA以及7.5g[MPSIm][HSO4]催化剂，控制高温酯化釜中反应温度为140℃，停留时间为3h。高温酯化釜出料进入闪蒸罐中，闪蒸罐压力设置为0.5kPa，闪蒸的气相进入第一冷凝器，第一冷凝器温度为70℃，第一冷凝器出来的气相通过3A分子筛吸收塔，吸收塔温度为70℃，停留时间为1h，吸收塔出来的气相经过第二冷凝器，第二冷凝器的温度为50℃，得到的冷凝液进入低温酯化釜，和来自闪蒸罐的固体反应，反应温度为50℃，反应时间1h，所得最终酯化产物如表8所示。
表8酯化产物组成
实施例9
在1L高温酯化釜中加入500g甲醇、100g2,6-NDA以及7.5g[MPSIm][HSO4]催化剂，控制高温酯化釜中反应温度为140℃，停留时间为3h。高温酯化釜出料进入闪蒸罐中，闪蒸罐压力设置为0.5kPa，闪蒸的气相进入第一冷凝器，第一冷凝器温度为70℃，第一冷凝器出来的气相通过3A分子筛吸收塔，吸收塔温度为70℃，停留时间为1h，吸收塔出来的气相经过第二冷凝器，第二冷凝器的温度为50℃，得到的冷凝液进入低温酯化釜，和来自闪蒸罐的固体反应，反应温度为50℃，反应时间5h，所得最终酯化产物如表9所示。
表9酯化产物组成
对比例1
在1L反应釜中加入500g甲醇、100g2,6-NDA以及7.5g[MPSIm][HSO4]催化剂，控制反应釜中反应温度为140℃，停留时间为4h，出料物体经水洗干燥后进行液相色谱分析，所得产物组成如表10所示。
表10酯化产物组成
对比例2
在1L反应釜中加入500g甲醇、100g2,6-NDA以及5g三氧化钼催化剂，控制高温反应釜中反应温度为200℃，停留时间为4h，出料物体经水洗干燥后进行液相色谱分析，所得产物组成如表11所示。
表11酯化产物组成
对比例3
在1L反应釜中加入500g甲醇、100g2,6-NDA以及7.5g[MPSIm][HSO4]催化剂，控制反应釜中反应温度为70℃，停留时间为10h，出料物体经水洗干燥后进行液相色谱分析，所得产物组成如表12所示。
表12酯化产物组成
对比例4
在1L高温酯化釜中加入500g甲醇、100g2,6-NDA以及7.5g[MPSIm][HSO4]催化剂，控制高温酯化釜中反应温度为140℃，停留时间为2h。高温酯化釜出料进入闪蒸罐中，闪蒸罐压力设置为1kPa，闪蒸的气相进入第一冷凝器，第一冷凝器温度为90℃，第一冷凝器出来的气相通过3A分子筛吸收塔，吸收塔温度为90℃，停留时间为0.5h，吸收塔出来的气相经过第二冷凝器，第二冷凝器的温度为10℃，得到的冷凝液进入低温酯化釜，和来自闪蒸罐的固体反应，反应温度为140℃，反应时间1h，所得最终酯化产物如表13所示。
表13酯化产物组成
对比例5
在1L高温酯化釜中加入500g甲醇、100g2,6-NDA以及7.5g[MPSIm][HSO4]催化剂，控制高温酯化釜中反应温度为50℃，停留时间为2h。高温酯化釜出料进入闪蒸罐中，闪蒸罐压力设置为1kPa，闪蒸的气相进入第一冷凝器，第一冷凝器温度为90℃，第一冷凝器出来的气相通过3A分子筛吸收塔，吸收塔温度为90℃，停留时间为0.5h，吸收塔出来的气相经过第二冷凝器，第二冷凝器的温度为10℃，得到的冷凝液进入低温酯化釜，和来自闪蒸罐的固体反应，反应温度为140℃，反应时间4h，所得最终酯化产物如表14所示。
表14酯化产物组成
对比例6
在1L高温酯化釜中加入500g甲醇、100g2,6-NDA以及7.5g[MPSIm][HSO4]催化剂，控制高温酯化釜中反应温度为140℃，停留时间为2h。高温酯化釜出料进入闪蒸罐中，闪蒸罐压力设置为1kPa，闪蒸的气相进入冷凝器，冷凝器温度为10℃，得到的冷凝液进入低温酯化釜，和来自闪蒸罐的固体反应，反应温度为10℃，反应时间1h，所得最终酯化产物如表15所示。
表15酯化产物组成
应当注意的是，以上所述的实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明的任何限制。通过参照典型实施例对本发明进行了描述，但应当理解为其中所用的词语为描述性和解释性词汇，而不是限定性词汇。可以按规定在本发明权利要求的范围内对本发明作出修改，以及在不背离本发明的范围和精神内对本发明进行修订。尽管其中描述的本发明涉及特定的方法、材料和实施例，但是并不意味着本发明限于其中公开的特定例，相反，本发明可扩展至其他所有具有相同功能的方法和应用。
Claims (10)
1.一种制备酯类化合物的方法，包括如下步骤：
(1)使酸类化合物、含羟基类化合物和催化剂接触，反应得到酯化产物；
(2)对所述酯化产物进行分离处理，得到气相和固相；
(3)对所述气相进行冷凝处理，得到冷凝液；
(4)使步骤(2)得到的固相和步骤(3)得到的冷凝液发生反应，得到固液混合物；
(5)对所述固液混合物进行分离，得到的液相返回步骤(1)；
优选地，步骤(1)中的催化剂为均相催化剂；
优选地，步骤(1)中的反应温度为100℃以上；
优选地，步骤(4)中的反应温度为110℃以下。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述酯类化合物的通式为：A-(R1-COO-R2)2，所述酸类化合物的通式为A-(R1-COOH)2，所述含羟基类化合物的通式为HO-R2，
其中，A为C6-C20的芳香基，优选为C6-C12的芳香基，更优选为苯环或萘环；R1为键或C1-C6的亚烷基，优选为键、亚甲基、亚乙基、亚丙基或亚丁基；R2为C1-C6的烷基，优选为甲基、乙基、丙基或丁基。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述催化剂包括质子酸催化剂和/或离子液体催化剂；优选为离子液体催化剂；更优选为布朗斯特酸性功能化离子液体催化剂；最优选选自[MPSIm][HSO4]、[EPSIm][HSO4]、[BPSIm][HSO4]、[HPSIm][HSO4]、[MPSIm][H2PO4]和[MPSIm][pTS]中的一种或多种。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，步骤(1)中的反应温度为120℃以上，优选为120-150℃；和/或，步骤(1)中的反应时间为0.1h以上，优选为0.5-5h。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于，步骤(2)中的分离处理包括闪蒸处理，优选所述闪蒸处理的压力为10kPa以下，优选为3kPa以下。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其特征在于，步骤(3)包括：
对所述气相进行第一次冷凝处理，得到气体；
对所述气体进行吸收处理；
对所述吸收后的气体进行第二次冷凝处理，得到冷凝液。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的方法，其特征在于，所述第一次冷凝处理的温度为65℃以上，优选为70-90℃；和/或，所述第二次冷凝处理的温度为65℃以下，优选为10-50℃。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的方法，其特征在于，所述步骤(4)中的反应温度为110℃以下，优选为50-100℃，更优选为50-70℃；和/或，所述步骤(4)中的反应时间为0.1h，优选为1-10h。
9.权利要求1-8中任一项所述的方法制备的酯类化合物在制备聚酯、聚氨酯或聚酰胺中的应用。
10.一种制备酯类化合物的装置，包括：
高温酯化反应装置，用于使酸类化合物、含羟基类化合物和催化剂接触，反应得到酯化产物；
第一分离装置，用于对所述酯化产物进行分离处理，得到气相和固相；
冷凝装置，用于对所述气相进行冷凝处理，得到冷凝液；
低温酯化反应装置，用于使闪蒸装置得到的固相和冷凝装置得到的冷凝液发生反应，得到固液混合物；
第二分离装置，用于对所述固液混合物进行分离，得到液相；
其中，所述第二分离装置与高温酯化反应装置相连，用于将得到的液相返回高温酯化反应装置；
优选地，所述酯类化合物的通式为：A-(R1-COO-R2)2，所述酸类化合物的通式为A-(R1-COOH)2，所述含羟基类化合物的通式为HO-R2，
其中，A为C6-C20的芳香基，优选为C6-C12的芳香基，更优选为苯环或萘环；R1为键或C1-C6的亚烷基，优选为键、亚甲基、亚乙基、亚丙基或亚丁基；R2为C1-C6的烷基，优选为甲基、乙基、丙基或丁基。
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Citations (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1956944A (zh) * | 2004-05-20 | 2007-05-02 | Bp北美公司 | 在制备二酯的方法中循环聚萘二甲酸乙二酯中所含的2,6－萘二甲酸(2,6－nda) |
| CN1970518A (zh) * | 2005-11-23 | 2007-05-30 | 上海焦化有限公司 | 环氧乙烷羰基合成3－羟基丙酸酯后的分离工艺 |
| CN101265184A (zh) * | 2007-03-12 | 2008-09-17 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种制备二元酸酯的方法 |
| CN101519349A (zh) * | 2008-02-27 | 2009-09-02 | 中国石油化学工业开发股份有限公司 | 利用酸和醇制造酯类的方法和系统 |
| CN101735049A (zh) * | 2009-12-18 | 2010-06-16 | 沈阳工业大学 | 一种c4～c6二元酸低碳醇酯的生产方法及设备 |
| CN102001936A (zh) * | 2009-09-01 | 2011-04-06 | 北京石油化工学院 | 连续式生产醋酸正丙酯的方法 |
| JP2011168501A (ja) * | 2010-02-16 | 2011-09-01 | Teijin Ltd | 芳香族カルボン酸エステル化合物 |
| WO2014146961A1 (en) * | 2013-03-18 | 2014-09-25 | Evonik Industries Ag | Process for preparation of methacrylic acid and methacrylic acid esters |
| CN105001091A (zh) * | 2015-08-31 | 2015-10-28 | 山东齐鲁增塑剂股份有限公司 | Dotp增塑剂酯化反应工艺 |
| US20170044085A1 (en) * | 2014-04-22 | 2017-02-16 | Basf Se | Process for the production of carboxylic esters and use of these as plasticizers |
| CN207655133U (zh) * | 2017-12-01 | 2018-07-27 | 河北金昊再生资源开发有限公司 | 一种用于生产脂肪酸甲酯的酯化反应装置 |
| CN109796406A (zh) * | 2019-01-31 | 2019-05-24 | 河北科技大学 | 一种Br*nsted-Lewis双酸性离子液体及其催化合成丁二酸酯的方法 |
| CN110981721A (zh) * | 2019-12-25 | 2020-04-10 | 浙江建业化工股份有限公司 | 连续式生产醋酸正丙酯的方法 |
-
2020
- 2020-06-28 CN CN202010604662.5A patent/CN113845426B/zh active Active
Patent Citations (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1956944A (zh) * | 2004-05-20 | 2007-05-02 | Bp北美公司 | 在制备二酯的方法中循环聚萘二甲酸乙二酯中所含的2,6－萘二甲酸(2,6－nda) |
| CN1970518A (zh) * | 2005-11-23 | 2007-05-30 | 上海焦化有限公司 | 环氧乙烷羰基合成3－羟基丙酸酯后的分离工艺 |
| CN101265184A (zh) * | 2007-03-12 | 2008-09-17 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种制备二元酸酯的方法 |
| CN101519349A (zh) * | 2008-02-27 | 2009-09-02 | 中国石油化学工业开发股份有限公司 | 利用酸和醇制造酯类的方法和系统 |
| CN102001936A (zh) * | 2009-09-01 | 2011-04-06 | 北京石油化工学院 | 连续式生产醋酸正丙酯的方法 |
| CN101735049A (zh) * | 2009-12-18 | 2010-06-16 | 沈阳工业大学 | 一种c4～c6二元酸低碳醇酯的生产方法及设备 |
| JP2011168501A (ja) * | 2010-02-16 | 2011-09-01 | Teijin Ltd | 芳香族カルボン酸エステル化合物 |
| WO2014146961A1 (en) * | 2013-03-18 | 2014-09-25 | Evonik Industries Ag | Process for preparation of methacrylic acid and methacrylic acid esters |
| US20170044085A1 (en) * | 2014-04-22 | 2017-02-16 | Basf Se | Process for the production of carboxylic esters and use of these as plasticizers |
| CN105001091A (zh) * | 2015-08-31 | 2015-10-28 | 山东齐鲁增塑剂股份有限公司 | Dotp增塑剂酯化反应工艺 |
| CN207655133U (zh) * | 2017-12-01 | 2018-07-27 | 河北金昊再生资源开发有限公司 | 一种用于生产脂肪酸甲酯的酯化反应装置 |
| CN109796406A (zh) * | 2019-01-31 | 2019-05-24 | 河北科技大学 | 一种Br*nsted-Lewis双酸性离子液体及其催化合成丁二酸酯的方法 |
| CN110981721A (zh) * | 2019-12-25 | 2020-04-10 | 浙江建业化工股份有限公司 | 连续式生产醋酸正丙酯的方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 何志荣等: "2, 6-萘二甲酸及其酯的制备和应用", 《煤化工》, vol. 1, no. 01, pages 129 - 132 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN113845426B (zh) | 2024-01-26 |
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