[發(fā)明專利]一種制備醋酸異辛酯的方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202110147378.4
• 申請日: 2021-02-03
• 公開（公告）號: CN112876358A
• 公開（公告）日: 2021-06-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳祥;張勇;楊旭忠;趙重光
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇瑞佳化學(xué)有限公司
• 主分類號: C07C67/08
• 分類號: C07C67/08;C07C69/14;B01J31/10;B01J35/02
• 代理公司: 廣州市紅荔專利代理有限公司 44214
• 代理人: 黃新民

本發(fā)明公開了一種制備醋酸異辛酯的方法，涉及化工合成技術(shù)領(lǐng)域。其制備方法為：使用乙酸和異辛醇為原料，在催化劑和帶水劑的存在的條件下發(fā)生酯化反應(yīng)，得到醋酸異辛酯；本發(fā)明在實施過程中控制所述的D72和Amberlite IR?120的質(zhì)量比為1:2?5，所述的D72催化劑的粒徑為0.85?1.20mm；所述的Amberlite IR?120催化劑的粒徑為0.75?0.85mm，以及環(huán)已烷和四氯化碳體積比為5?10:1，發(fā)現(xiàn)通過控制催化劑和帶水劑的種類，以及催化劑的粒徑，明顯提高了醋酸異辛酯的收率和純度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及化工合成技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及制備醋酸異辛酯的方法。

背景技術(shù)

醋酸異辛酯是一種無色透明液體，不溶于水，混溶于乙醇，丙酮等有機溶劑，具有較強的滲透力，較好的附著力。醋酸異辛酯是一種重要的化工原料，作為一種難溶于水的高沸點溶劑，被廣泛應(yīng)用于有機合成、涂料、塑料、香料和粘合劑、皮革等工業(yè)中，也可以作為良好的溶劑應(yīng)用于硝化纖維素和許多天然樹脂合成工藝中，還可用于涂料涂刷、浸涂，噴涂和烘漆應(yīng)用中。在涂料中添加醋酸異辛酯的主要目的是改善流量和薄膜成型效果，也可以作為良好的聚結(jié)助劑用于乳膠漆，是清洗劑和除漆劑的添加劑。傳統(tǒng)工藝中乙酸異辛酯的合成工藝主要以乙酸與異辛醇為原料，以硫酸為催化劑直接催化酯化，但以硫酸為催化劑存在著設(shè)備腐蝕嚴(yán)重、副反應(yīng)多、后處理工序復(fù)雜和環(huán)境污染嚴(yán)重等缺點。近年來，人們致力于開發(fā)用于酯化反應(yīng)的綠色催化劑，以克服硫酸催化劑的缺點；現(xiàn)有文獻(xiàn)報道以Amerlyst15強酸性陽離子交換樹脂為催化劑，在反應(yīng)釜中對醋酸和異辛酯化合成醋酸異辛酯的反應(yīng)過程進(jìn)行了研究，考察了攪拌轉(zhuǎn)速、催化劑粒徑、反應(yīng)溫度、催化劑用量以及酸醇摩爾比對酯化反應(yīng)速率的影響，也有文獻(xiàn)報道以Amerlyst15強酸性陽離子交換樹脂為催化劑，甲苯為夾帶劑，通過直接酯化醋酸和異辛醇制備醋酸異辛酯。

經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，陽離子交換樹脂酯化反應(yīng)中表現(xiàn)出良好的催化活性和選擇性、較高的化學(xué)穩(wěn)定性、不腐蝕設(shè)備、無污染、易分離和可再生重復(fù)利用等優(yōu)點，改善了傳統(tǒng)酯化催化劑的缺點和不足。

但是目前針對酯化反應(yīng)應(yīng)用較多的陽離子交換樹脂催化劑為Amerlyst15強酸性陽離子交換樹脂和NKC-9強酸性陽離子交換樹脂。

如劉勇等人以Amerlyst 15強酸性陽離子交換樹脂為催化劑，在間歇攪拌釜式反應(yīng)器中對乙酸與異辛醇酯化合成乙酸異辛酯的反應(yīng)過程進(jìn)行了研究。考察了攪拌轉(zhuǎn)速、催化劑粒徑、反應(yīng)溫度、催化劑用量及酸醇摩爾比對酯化反應(yīng)速率的影響；在消除內(nèi)外擴散影響的條件下，進(jìn)行了本征反應(yīng)動力學(xué)實驗。在343.15～363.15K范圍內(nèi)，采用擬均相動力學(xué)模型對實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)，得到正逆反應(yīng)速率常數(shù)的指數(shù)前因子分別為5061，12.78L/(mol·g·min)，正逆反應(yīng)的活化能分別為54.43，37.68kJ/mol(強酸性陽離子交換樹脂催化合成乙酸異辛酯動力學(xué)，劉勇等，《石油化工》，2013年底42卷第6期)。

再如伊李娜研究了以NKC-9強酸性陽離子交換樹脂為催化劑，合成醋酸異辛酯，并對其產(chǎn)物進(jìn)行了定性和定量研究(酯交換合成醋酸異辛酯，伊李娜，碩士論文，大連工業(yè)大學(xué)，2014)。

但是根據(jù)對現(xiàn)有技術(shù)的研究發(fā)現(xiàn)，使用Amerlyst15和NKC-9強酸性陽離子交換樹脂作為催化劑進(jìn)行酯化反應(yīng)制備醋酸異辛酯的收率雖然可以達(dá)到90％左右，純度為97％左右，不能更好地滿足需求，并且現(xiàn)有技術(shù)中公開使用的NKC-9強酸性陽離子交換樹脂催化劑的加入量為20％，由于催化劑是一種樹脂會對產(chǎn)物產(chǎn)生吸附，從而影響最終產(chǎn)物的收率。

因此，需要開發(fā)一種能夠提高醋酸異辛酯收率和純度的制備方法。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種制備醋酸異辛酯的方法，該方法以乙酸和異辛醇為原料，以同樣陽離子交換樹脂為催化劑，并使用混合物溶劑作為帶水基，能夠明顯提高反應(yīng)過程中乙酸的轉(zhuǎn)化率，使得到的醋酸異辛酯的純度和收率均明顯提高。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：