[發明專利]一種使用粒子固定化催化劑合成乙二酸二異戊酯的方法

有效

• 申請號: 201610139431.5
• 申請日: 2016-03-11
• 公開（公告）號: CN105753699B
• 公開（公告）日: 2018-12-04
• 發明（設計）人: 王嵐;潘繁榮;趙宇培;王龍耀;陳群
• 申請（專利權）人: 常州大學
• 主分類號: C07C69/36
• 分類號: C07C69/36;C07C67/08;B01J31/06;B01J31/28;B01J31/26;B01J35/10
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本發明涉及一種使用粒子固定化催化劑合成乙二酸二異戊酯的方法，以乙二酸和異戊醇為原料，加入以粒子纏結成型方法制備的固定化催化劑，在反應器中合成乙二酸二異戊酯；反應結束后，不降溫在線移除粒子固定化催化劑，進行產品的精餾純化；或者分離回收反應液中殘留的過量異戊醇，移除粒子固定化催化劑。本發明的有益效果是：簡化反應液催化劑脫除環節，降低后處理成本，為催化劑的不降溫在線移除提供了條件；抑制反應后期及分離階段的副反應發生，提高產品的質量，保護催化劑的活性；反應催化活性好、催化劑可重復使用、產品易于分離，有效簡化了生產過程、降低了生產成本。

技術領域

本發明涉及一種使用粒子固定化催化劑合成乙二酸二異戊酯的方法。

背景技術

柴油十六烷值(Cetane Number，CN)表征柴油的燃燒性能和抗爆性能，是評價柴油質量的重要指標。為保護人類賴以生存的大氣環境，實現社會可持續性發展戰略，對柴油機廢氣排放提出了嚴格要求。把十六烷值改進劑加到燃料中，則可以縮短發火延遲期，減輕或防止柴油機發生爆震。乙二酸二異戊酯是一種新型的十六烷值改進劑，具有原料來源廣泛，合成工藝簡單、安全，燃燒時不產生NO_X以及生產過程安全等優點。添加1～10％的乙二酸二異戊酯可以使CN提高2-20個單位，并且其與柴油能較好地互溶，因此有望代替硝酸酯，成為目前最具應用前景的一類改進劑。

在此背景下，乙二酸二異戊酯作為一種酯類改進劑，具有與汽柴油的相容性好，對環境污染小的優勢，日漸受到了研究者的關注。以乙二酸與異戊醇為原料，在強酸基團催化劑條件下進行酯化反應生產乙二酸二異戊酯，其中催化劑是影響反應速率的一個重要因素。傳統的乙二酸二異戊酯生產方法是硫酸催化下由乙二酸和異戊醇酯化而成，此法雖工藝成熟，硫酸易得，但腐蝕性強，副反應多反應后經中和、水洗等工序，產生大量廢液，污染環境。

研究者進行了大量的實驗研究，探索了一系列可用于合成乙二酸二異戊酯的催化劑，主要有磺酸(鄧斌，俞秋，余瑞金，等。對甲苯磺酸銅催化合成乙二酸二異戊酯。精細石油化工，2007，24(3)：38-40)、無機鹽(李永強，王書燕。柴油十六烷值改進劑乙二酸二異戊酯的合成。化工中間體，2014，9：42-45)以及固體超強酸(張曉麗，任立國，高文藝。新型固體酸SO₄^2-/MnO₂/γ-Al₂O₃催化合成乙二酸二異戊酯。中國錳業，2011，29(1)：34-36)等。但是在合成過程中，由于催化劑的物性原因，無法重復使用，固液分離復雜，因此合成成本加大。而在使用均相催化劑的生產過程中，所合成的乙二酸二異戊酯酸值較高，酸脫出困難，產品質量不理想。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：基于上述問題，本發明提供一種使用粒子固定化催化劑合成乙二酸二異戊酯的方法。

本發明解決其技術問題所采用的一個技術方案是：一種使用粒子固定化催化劑合成乙二酸二異戊酯的方法，包括以下步驟：以乙二酸和異戊醇為原料，加入以粒子纏結成型方法制備的固定化催化劑，在反應器中合成乙二酸二異戊酯；

反應結束后，不降溫在線移除粒子固定化催化劑，進行產品的精餾純化；或者分離回收反應液中殘留的過量異戊醇，移除粒子固定化催化劑。

進一步地，乙二酸為無水乙二酸或含水乙二酸，異戊醇與乙二酸的摩爾比為1～6：1，合成乙二酸二異戊酯的反應溫度為室溫至200℃，反應壓力為-0.01～1MPa。