專利名稱：一種酯交換合成碳酸二乙酯的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于化學(xué)合成領(lǐng)域，具體涉及一種酯交換合成碳酸二乙酯的方法。
背景技術(shù)：
碳酸二乙酯是一種性能優(yōu)良的有機(jī)溶劑，同時(shí)也是合成中間體及紡織品助劑，在工業(yè)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用于電池的電解質(zhì)溶劑；此外，碳酸二乙酯的含氧率高于二甲基叔丁基醚，可以用作汽油添加劑，提高汽油的辛烷值，降低汽油尾氣中二氧化碳的排放量，有望成為市場(chǎng)前景廣闊的新一代汽油添加劑。目前碳酸二乙酯的制備方法主要有乙醇氧化羰基法和酯交換法等。乙醇氧化羰基法又包括液相氧化羰基法和氣相氧化羰基法兩種。液相法采用銅系催化劑，存在一價(jià)銅離子不穩(wěn)定，壽命短、嚴(yán)重的設(shè)備腐蝕及產(chǎn)物分離問題；氣相法催化劑多為貴金屬鹽，由于反應(yīng)生成副產(chǎn)物水，催化劑遇水容易分解，引起催化劑中毒；同時(shí)還具有設(shè)備投資大，生成過程操作控制要求高等不足之處。碳酸二甲酯和乙醇的酯交換在比較溫和的條件下制備碳酸二乙酯，同時(shí)副產(chǎn)甲醇。該反應(yīng)分為兩步，即在催化劑作用下，乙醇首先與碳酸二甲酯反應(yīng)生成碳酸甲乙酯和甲醇；碳酸甲乙酯繼續(xù)和乙醇反應(yīng)生成碳酸二乙酯和甲醇。該線路副產(chǎn)碳酸甲乙酯，碳酸二乙酯的收率低；同時(shí)原料碳酸二甲酯由碳酸丙烯酯與甲醇酯交換合成而來(lái)，合成線路長(zhǎng)、成本聞。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種酯交換合成碳酸二乙酯的方法，該方法具有反應(yīng)條件溫和、合成路線短、反應(yīng)轉(zhuǎn)化率和選擇性高、催化劑可重復(fù)使用等優(yōu)點(diǎn)。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
一種酯交換合成碳酸二乙酯的方法，以碳酸丙烯酯或碳酸乙烯酯和乙醇為原料，選用固體酸性催化劑，酯交換合成碳酸二乙酯和1，2丙二醇或1，2乙二醇。固體酸性催化劑為離子交換樹脂A36、A39、C68、D61、732、CT175D、NKC-9、D072、A35、C115E中的一種或若干種的混合物，采用直接加入法，反應(yīng)為非均相反應(yīng)。工藝參數(shù)如下:碳酸丙烯酯或碳酸乙烯酯與乙醇的摩爾比為1: 2 1:10 ;催化劑的用量占原料總質(zhì)量的8 20% ;反應(yīng)溫度為5(T85°C ;反應(yīng)壓力為0.01 0.1lMPa0本發(fā)明的顯著特點(diǎn)在于:
(I)本發(fā)明是酯交換合成碳酸二乙酯，以碳酸丙烯酯或碳酸乙烯酯和乙醇為原料，產(chǎn)物是碳酸二乙酯和1，2丙二醇或1，2乙二醇，其中1，2丙二醇和1，2乙二醇也是重要的化工原料。(2)本發(fā)明具有轉(zhuǎn)化率高、反應(yīng)條件溫和、選擇性高、對(duì)設(shè)備的腐蝕小、催化劑可重復(fù)使用等顯著優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明采用的催化劑，催化活性高，轉(zhuǎn)化率最高可達(dá)50%飛5%，收率可達(dá)959^99%。本發(fā)明能解決碳酸二甲酯和乙醇酯交換制備碳酸二乙酯合成路線長(zhǎng)、轉(zhuǎn)化率和收率低、催化劑難回收、投資大、能耗高等問題。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合實(shí)施案例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明，實(shí)施案例將幫助更好地理解本發(fā)明，但本發(fā)明并不僅僅局限于下述實(shí)施例。實(shí)施例1
采用釜式反應(yīng)器，反應(yīng)器規(guī)格為100ml，以NKC-9為催化劑，原料碳酸丙烯酯和乙醇的比例為1:2，催化劑用量為原料液總質(zhì)量的10%，反應(yīng)溫度為80V,反應(yīng)壓力為latm，先將
26.158g碳酸丙烯酯和催化劑加入反應(yīng)釜中加熱到反應(yīng)溫度，再將23.701g乙醇預(yù)熱到反應(yīng)溫度，然后將乙醇溶液加入反應(yīng)釜中進(jìn)行反應(yīng)。碳酸丙烯酯的轉(zhuǎn)化率為52.8%。碳酸二乙酯的收率為96.3%。實(shí)施例2
按照實(shí)施例1的各個(gè) 操作步驟及條件。改變?cè)蠟樘妓嵋蚁ィ瑢?4.431g碳酸丙烯酯和催化劑加入反應(yīng)釜中加熱到反應(yīng)溫度，再將25.569g乙醇預(yù)熱到反應(yīng)溫度，然后將乙醇溶液加入反應(yīng)釜中進(jìn)行反應(yīng)。碳酸乙烯酯的轉(zhuǎn)化率為53.4%。碳酸二乙酯的收率為96.7%。實(shí)施例3
按照實(shí)施例1的各個(gè)操作步驟及條件。改變碳酸丙烯酯和乙醇的比例為1:6，以A36為催化劑，催化劑用量為原料液總質(zhì)量的14%，反應(yīng)溫度為70°C。先將13.484g碳酸丙烯酯和催化劑加入反應(yīng)釜中加熱到反應(yīng)溫度，再將36.516g乙醇預(yù)熱到反應(yīng)溫度，然后將乙醇溶液加入反應(yīng)爸中進(jìn)行反應(yīng)。碳酸丙烯酯的轉(zhuǎn)化率為63.5%。碳酸二乙酯的收率為98.8%。實(shí)施例4
按照實(shí)施例3的各個(gè)操作步驟及條件。改變?cè)蠟樘妓嵋蚁?，?2.078g碳酸丙烯酯和催化劑加入反應(yīng)釜中加熱到反應(yīng)溫度，再將37.922g乙醇預(yù)熱到反應(yīng)溫度，然后將乙醇溶液加入反應(yīng)釜中進(jìn)行反應(yīng)。碳酸乙烯酯的轉(zhuǎn)化率為62.7%。碳酸二乙酯的收率為97.5%。實(shí)施例5
按照實(shí)施例1的各個(gè)操作步驟及條件。改變碳酸丙烯酯和乙醇的比例為1:8，以A39為催化劑，催化劑占原料液的比重為18%，反應(yīng)溫度為60°C。先將12.078g碳酸丙烯酯和催化劑加入反應(yīng)釜中加熱到反應(yīng)溫度，再將37.922g乙醇預(yù)熱到反應(yīng)溫度，然后將乙醇溶液加入反應(yīng)爸中進(jìn)行反應(yīng)。碳酸丙烯酯的轉(zhuǎn)化率為61.8%。碳酸二乙酯的收率為98.5%。實(shí)施例6
按照實(shí)施例5的各個(gè)操作步驟及條件。改變?cè)蠟樘妓嵋蚁?，?.286g碳酸丙烯酯和催化劑加入反應(yīng)釜中加熱到反應(yīng)溫度，再將41.714g乙醇預(yù)熱到反應(yīng)溫度，然后將乙醇溶液加入反應(yīng)爸中進(jìn)行反應(yīng)。碳酸乙烯酯的轉(zhuǎn)化率為62.0%。碳酸二乙酯的收率為97.8%。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，凡依本發(fā)明申請(qǐng)專利范圍所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
權(quán)利要求
1.一種酯交換合成碳酸二乙酯的方法，其特征在于:以碳酸丙烯酯或碳酸乙烯酯和乙醇為原料，選用固體酸性催化劑，酯交換合成碳酸二乙酯。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的酯交換合成碳酸二乙酯的方法，其特征在于:固體酸性催化劑為離子交換樹脂 A36、A39、C68、D61、732、CT17ro、NKC-9、D072、A35、C115E 中的一種或若干種的混合物，采用直接加入法。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的酯交換合成碳酸二乙酯的方法，其特征在于:碳酸丙烯酯或碳酸乙烯酯與乙醇的摩爾比為1:2 1:10。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的酯交換合成碳酸二乙酯的方法，其特征在于:催化劑的用量占原料總質(zhì)量的8 20%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的酯交換合成碳酸二乙酯的方法，其特征在于:反應(yīng)溫度為·50~85 0C o
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的酯交換合成碳酸二乙酯的方法，其特征在于:反應(yīng)壓力為·0.01 0.1lMPa0
全文摘要
本發(fā)明公開了一種酯交換合成碳酸二乙酯的方法，以碳酸丙烯酯或碳酸乙烯酯和乙醇為原料，選用固體酸性催化劑，酯交換生成碳酸二乙酯和1,2丙二醇或1,2乙二醇。本方法具有反應(yīng)條件溫和、合成路線短、反應(yīng)轉(zhuǎn)化率和選擇性高、催化劑可重復(fù)使用等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)C07C69/96GK103073429SQ20131004248
公開日2013年5月1日 申請(qǐng)日期2013年2月4日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月4日
發(fā)明者葉長(zhǎng)燊, 溫建輝, 王紅星, 邱挺, 黃智賢, 李玲, 張希 申請(qǐng)人:福州大學(xué)