[發(fā)明專利]一種碳酸二甲酯的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210486440.3
• 申請日: 2012-11-26
• 公開（公告）號: CN102964254A
• 公開（公告）日: 2013-03-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 頡二旺;張維
• 申請（專利權(quán)）人: 金驕特種新材料（集團(tuán)）有限公司
• 主分類號: C07C69/96
• 分類號: C07C69/96;C07C68/04;B01J23/10
• 代理公司: 包頭市專利事務(wù)所 15101
• 代理人: 張少華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種碳酸二甲酯的制備方法，屬于化工技術(shù)領(lǐng)域。?

背景技術(shù)

碳酸二甲酯是近年來受到國內(nèi)外廣泛關(guān)注的環(huán)保型化工產(chǎn)品。由于其分子中含有CH₃-、CH₃O-、CH₃O-CO-、-CO-等多種官能團(tuán)，因而具有良好的反應(yīng)活性，可以在諸多領(lǐng)域替代光氣、硫酸二甲酯、氯甲烷及氯甲酸甲酯等劇毒或致癌物進(jìn)行羰基化、甲基化、甲酯化及酯交換等反應(yīng)生成多種重要高附加值的精細(xì)化學(xué)品，在醫(yī)藥、農(nóng)藥、合成材料、染料、潤滑油添加劑、食品增香劑、電子化學(xué)品等領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用。另一方面，其非反應(yīng)性用途如溶劑、溶媒和汽油添加劑等也正在或即將實用化。?

碳酸二甲酯具有優(yōu)良的溶解性能，不但與其他溶劑的相溶性好，還具有較高的蒸發(fā)溫度及蒸發(fā)速度快等特點，可以作為低毒溶劑用作涂料溶劑和醫(yī)藥行業(yè)用的溶媒等。碳酸二烷酯分子中的氧含量高達(dá)53%，亦有提高辛烷值的功能，因此，碳酸二甲酯作為最有潛力的汽油添加劑而備受國內(nèi)外注目。?

二甲醚是一種用途廣泛的產(chǎn)品，主要作為冷凍劑、溶劑、萃取劑、氣霧劑的拋射劑和燃料等。二甲醚具有石油液化氣相似的蒸汽壓，可作為民用燃料使用。二甲醚十六烷酯高，是柴油發(fā)動機(jī)的理想代用燃料，而且汽車尾氣污染物排放量低。二甲醚作為燃料使用是二甲醚應(yīng)用潛在的巨大市場。此外，二甲醚的化學(xué)用途也十分廣闊。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種以清潔、無毒、環(huán)保、廉價的二甲醚和二氧化碳作為原料，制備過程反應(yīng)速率快，轉(zhuǎn)化率、選擇性及產(chǎn)品收率高的碳酸二甲酯的制備方法；本方法制得的碳酸二甲酯無毒、可生物降解、使用性能優(yōu)良、應(yīng)用范圍廣泛。?

本發(fā)明的方法如下：?

將二甲醚與二氧化碳按摩爾比1:4-10，在氧化鎂-氧化鋅復(fù)合稀土氧化物催化劑上進(jìn)行反應(yīng)，催化劑用量為二甲醚的0.5-5wt%，反應(yīng)溫度為95~105℃，壓力7.5~8.5MPa，二甲醚與超臨界液體CO₂直接合成碳酸二甲酯，其反應(yīng)方程式如下：?

所述氧化鎂-氧化鋅復(fù)合稀土氧化物催化劑采用共沉淀法制備，將1mol/L?Mg(NO₃)₂和1mol/L?Zn(NO₃)₂混合溶液，攪拌升溫至45℃，緩慢加入1mol/L的Na₂CO₃溶液，控制時間約30min，調(diào)pH值至8-9，保持45℃老化2h，靜置、過濾、洗滌，110℃干燥12h，采用浸漬的方法，將1mol/L的硝酸鑭、硝酸鈰浸漬在干燥后的物料上，浸漬12小時，110℃干燥3h，500℃下焙燒3h；其中Mg:Zn的摩爾比為1-4:1，稀土氧化物的質(zhì)量百分比為0.1-1%。?

本發(fā)明優(yōu)點是：利用二甲醚與CO₂直接生成碳酸二甲酯，工藝簡單，易實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)；制備過程反應(yīng)速率快，轉(zhuǎn)化率、產(chǎn)品收率高；利用了溫室氣體CO₂，減少了環(huán)境污染；本發(fā)明的反應(yīng)過程在熱力學(xué)上十分有利，反應(yīng)只生成碳酸二甲酯，沒有其他副產(chǎn)物和水生成，是十分有工業(yè)應(yīng)用價值的反應(yīng)；制得的碳酸二甲酯無毒、可生物降解、使用性能優(yōu)良、應(yīng)用范圍廣泛。?

具體實施方式

本發(fā)明以二甲醚與超臨界二氧化碳液體為原料，在以氧化鎂-氧化鋅復(fù)合稀土氧化物催化劑上，在一定的反應(yīng)溫度、反應(yīng)壓力下直接合成碳酸二甲酯。?

實施例1?

1、催化劑的制備?

氧化鎂-氧化鋅復(fù)合稀土氧化物（優(yōu)選氧化鑭、氧化鈰）催化劑：?

采用共沉淀法制備，將1mol/L?Mg(NO₃)₂和1mol/L?Zn(NO₃)₂混合溶液，攪拌升溫至45℃，緩慢加入1mol/L的Na₂CO₃溶液，控制時間約30min，調(diào)pH值至8-9，保持45℃老化2h，靜置、過濾、洗滌，110℃干燥12h。采用浸漬的方法，將1mol/L的硝酸鑭、硝酸鈰浸漬在干燥后的催化劑上，浸漬12小時，110℃干燥3h，500℃下焙燒3h。其中Mg:Zn的摩爾比為2:1。稀土氧化物的質(zhì)量百分比為0.5%。?

2、碳酸二甲酯的制備：?