[發(fā)明專利]碳酸二乙酯反應(yīng)分離碳酸二甲酯和甲醇的共沸物并生產(chǎn)碳酸甲乙酯的方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210427054.0
• 申請(qǐng)日: 2022-04-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114634415A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-06-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張雪梅;簡(jiǎn)春貴;簡(jiǎn)潔
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 天津凱美特化工科技有限公司
• 主分類號(hào): C07C68/06
• 分類號(hào): C07C68/06;C07C68/08;C07C69/96
• 代理公司: 天津市北洋有限責(zé)任專利代理事務(wù)所 12201
• 代理人: 李素蘭

本發(fā)明公開(kāi)了一種碳酸二乙酯反應(yīng)分離碳酸二甲酯和甲醇共沸物并生產(chǎn)碳酸甲乙酯的方法，包括以下過(guò)程：步驟一、DEC與DMC和甲醇共沸物按1.5：1?5：1的質(zhì)量比經(jīng)管道混合器混合后，進(jìn)入預(yù)熱器預(yù)熱到80?160℃；將預(yù)熱后的混合物料送入裝填有固體堿催化劑的反應(yīng)器內(nèi)反應(yīng)，在反應(yīng)溫度為80?160℃，反應(yīng)壓力為0.1?1.5MPa、空速為0.5?6h^?1的條件下生成EMC；從反應(yīng)器出來(lái)的包含EMC的反應(yīng)混合物進(jìn)入現(xiàn)有的EMC裝置的分離系統(tǒng)進(jìn)行分離。采用本方法降低了EMC生產(chǎn)過(guò)程中共沸物分離的能耗，降低了生產(chǎn)的成本；碳酸甲乙酯的選擇性可達(dá)90％以上，收率可達(dá)55％以上。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及碳酸甲乙酯生產(chǎn)方法，具體涉及碳酸二乙酯反應(yīng)分離碳酸二甲酯和甲醇的共沸物并生產(chǎn)碳酸甲乙酯的方法。

背景技術(shù)

目前，工業(yè)上碳酸甲乙酯EMC的生產(chǎn)工藝為碳酸二甲酯DMC與乙醇酯交換反應(yīng)，該過(guò)程生成EMC并聯(lián)產(chǎn)碳酸二乙酯DEC。該工藝存在著兩個(gè)難題：(1)市場(chǎng)對(duì)DEC的需求量較少，造成DEC積壓，使得EMC的生產(chǎn)難以維持連續(xù)運(yùn)行，因此，急需開(kāi)發(fā)將過(guò)剩的DEC轉(zhuǎn)化為EMC的技術(shù)。(2)反應(yīng)中產(chǎn)生DMC和甲醇的共沸物，在常壓下共沸溫度為64℃，質(zhì)量組成為：甲醇70％，DMC30％，采用普通精餾難以分離。目前分離該共沸物的方法有：低溫結(jié)晶法、膜分離法、共沸精餾法和萃取精餾法和變壓精餾法等。低溫結(jié)晶法先在低溫下結(jié)晶，再升溫熔化、蒸餾，能耗大，難以實(shí)現(xiàn)連續(xù)化。膜分離技術(shù)自身不能完全將DMC和甲醇共沸物分離到較高的純度，要和蒸餾分離結(jié)合，工藝復(fù)雜，膜組件費(fèi)用高，尚未見(jiàn)工業(yè)應(yīng)用報(bào)道。共沸精餾法是在DMC和甲醇的共沸物中加入共沸劑，使甲醇與共沸劑形成比原共沸溫度更低的新的共沸物。共沸精餾法需要添加共沸劑，而且大量共沸劑與甲醇都被汽化，能耗較大，共沸劑回收困難。萃取精餾法在共沸物中添加一種沸點(diǎn)比原體系組分高、且不與原體系組分共沸的萃取劑，改變?cè)w系組分間的相對(duì)揮發(fā)度。萃取精餾法的缺點(diǎn)是：在物系中添加了其他物質(zhì)，萃取劑用量較大，回收溫度較高。變壓分離法利用DMC和甲醇的共沸組成隨壓力的變化而改變的性質(zhì)來(lái)實(shí)現(xiàn)二者分離。該方法不需加入第三組分，容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，是目前工業(yè)上普遍采用的分離DMC和甲醇共沸物的分離方法。但是該方法中加壓塔和常壓塔之間循環(huán)的共沸物量較大，能耗較高，并且對(duì)加熱蒸汽壓力和設(shè)備的要求都較高，因此，EMC生產(chǎn)中急需開(kāi)發(fā)簡(jiǎn)單、高效、節(jié)能的分離DMC和甲醇共沸物的方法。

針對(duì)DEC轉(zhuǎn)化的問(wèn)題，CN 102850224以DEC和甲醇為原料，以咪唑類離子液體為催化劑，反應(yīng)10-20h合成EMC，催化劑用量為DEC的1-5％，EMC收率最高達(dá)68.15％，選擇性可達(dá)85.39％。該方法用DEC和純的甲醇反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，催化劑回收需要蒸發(fā)物料、能耗高，且催化劑使用過(guò)程中變色、難以實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期循環(huán)使用次數(shù)少。CN 210009939使DEC和DMC在固定床反應(yīng)器中生成EMC，該方法用DEC和DMC反應(yīng)，雖然將DEC轉(zhuǎn)化成EMC，但該過(guò)程還要消耗EMC生產(chǎn)所需的DMC原料，生產(chǎn)成本較高，且不能解決DMC和甲醇共沸物分離的問(wèn)題。

針對(duì)DMC和甲醇共沸物分離的問(wèn)題，將DMC和甲醇共沸物直接用于制備所需要的產(chǎn)物，讓其中的一個(gè)組分參與反應(yīng)，可以減少或避免分離共沸混合物，從而降低能耗、并回收共沸物中的另一組份。CN103080069將DMC和甲醇的混合物與醇混合，使DMC與加入的醇反應(yīng)生成碳酸酯產(chǎn)物。該方法適用于DMC含量較高的DMC和甲醇的混合物，對(duì)于常壓下DMC和甲醇共沸物來(lái)說(shuō)，由于DMC含量較低(20-30％wt)，甲醇含量較高，正反應(yīng)受到抑制，轉(zhuǎn)化率低，并且由于甲醇的量較大，分離甲醇能耗較高。CN108863801將DMC和甲醇混合物在固體酸催化劑作用下，使甲醇脫水產(chǎn)生二甲醚和水，該過(guò)程產(chǎn)生的水會(huì)和DMC形成共沸物，后續(xù)分離困難。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服已有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種用EMC生產(chǎn)過(guò)程中副產(chǎn)的DEC與DMC和甲醇的共沸物反應(yīng)，不改變?cè)蠩MC生產(chǎn)設(shè)備的前提下，只增加一個(gè)反應(yīng)器，將副產(chǎn)物DEC轉(zhuǎn)化為目標(biāo)產(chǎn)物EMC，同時(shí)回收共沸物中的DMC的碳酸二乙酯反應(yīng)分離碳酸二甲酯和甲醇共沸物并生產(chǎn)碳酸甲乙酯的方法。