一种液体金属钠渣法制备原甲酸三甲酯的生产方法技术

本发明专利技术公开了一种液体金属钠渣法制备原甲酸三甲酯的生产方法，包括以下步骤：(1)按照重量比1～2:3～4，反应温度不超过75℃下，在2～3小时之内将钠渣滴加到甲醇中；然后75～80℃继续保温反应2～3小时。(2)按照1:1的反应摩尔比，将三氯甲烷滴加入反应液中，在40℃下开始滴加，反应温度不超过70℃，在4～5小时之内滴加完毕；然后70～75℃继续保温反应2～3小时，至反应液pH值为7～8得到粗品原甲酸三甲酯。(3)将粗品原甲酸三甲酯进行干燥除盐，然后将蒸发液进行分馏、精馏，得到纯净的原甲酸三甲酯。本发明专利技术采用钠渣代替金属钠，降低了生产成本，并有效的解决了金属钠生产工艺中钠渣的处理及再利用问题。

A Method for Preparing Trimethyl Formate from Liquid Metal Sodium Slag

The invention discloses a production method for preparing trimethyl orthoformate from liquid metal sodium slag, which comprises the following steps: (1) adding sodium slag droplets into methanol within 2-3 hours at a reaction temperature not exceeding 75 degrees C according to the weight ratio of 1-2:3-4, and then holding reaction at 75-80 degrees C for 2-3 hours. (2) According to the molar ratio of 1:1, trichloromethane was added into the reaction solution, and the trichloromethane was dripped at 40 ~C. The reaction temperature was not more than 70 ~C, and the trichloromethane was dripped within 4~5 hours. Then the reaction was continued at 70~75 ~C for 2~3 hours until the pH value of the reaction solution was 7~8 to obtain the crude trimethyl orthoformate. (3) The crude trimethyl orthoformate was desalted by drying, then the evaporation liquid was fractionated and distilled to obtain pure trimethyl orthoformate. The invention adopts sodium slag instead of sodium metal, reduces production cost, and effectively solves the problem of treatment and reuse of sodium slag in the production process of sodium metal.

【技术实现步骤摘要】
一种液体金属钠渣法制备原甲酸三甲酯的生产方法
本专利技术涉及有机合成
，具体涉及一种原甲酸三甲酯的生产技术。
技术介绍
原甲酸三甲酯(Trimethyloxymethane)，又称三甲氧基甲烷〔HC(OCH3)3〕，是一种无色有刺激气味的液体，易燃，遇水而分解，能溶于乙醇、乙醚等。是一种重要的有机合成中间体，用于多种医药、染料和香料等的合成。近年来，各行业对原甲酸三甲酯的市场需求量明显增多，市场前景好。目前原甲酸三甲酯的合成主要包括以下几种方法：(1)氢氰酸法：该法是以无水甲醇、氢氰酸和盐酸反应，再继续与甲醇反应制得原甲酸三甲酯，此法具有成本低、投资省得优点。但过程采用剧毒的氢氰酸为原料，对设备密封性、生产过程安全性要求较高。(2)氢氧化钠法：一步法采用氯仿、甲醇、氢氧化钠为原料，以三丁基苄基氯化铵(PTC)为相转移催化剂(实现固液相间的转移)，一步生成原甲酸三甲酯。(3)金属钠法：以金属钠为原料生产甲醇钠，再加入氯仿合成原甲酸三甲酯。目前国内主要采用此工艺生产原甲酸三甲酯。该工艺产品品质高，但是相比其他工艺该法成本高，投资大；投料固体金属钠操作程序复杂，容易接触禁忌物水，安全隐患多，安全风险大；用工成本很大。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是：针对现有技术存在的不足，提供一种生产成本低、安全风险小的液体金属钠渣法制备原甲酸三甲酯的生产方法，得到高纯度原甲酸三甲酯。为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案是：一种液体金属钠渣法制备原甲酸三甲酯的生产方法，采用金属钠渣为原料，包括以下步骤：(1)置换反应：按照重量比1～2:3～4，将液体金属钠渣和甲醇分别转移至计量容器，，在常温下开始滴加，反应温度不超过75℃下，在2～3小时之内将钠渣滴加到甲醇中；然后75～80℃继续保温反应2～3小时，至反应液上层无液体漂浮。(2)酯化反应：按照1:1的反应摩尔比，将三氯甲烷滴加入步骤(1)的反应液中，在40℃下开始滴加，反应温度不超过70℃，在4～5小时之内滴加完毕；然后70～75℃继续保温反应2～3小时，至反应液pH值为7～8得到粗品原甲酸三甲酯。(3)提纯：将粗品原甲酸三甲酯进行干燥除盐，然后将蒸发液进行分馏、精馏，得到纯净的原甲酸三甲酯。作为改进的一种技术方案，将所述蒸发液进行分馏蒸出的甲醇回收利用到步骤(1)中。作为改进的一种技术方案，将所述蒸发液进行精馏蒸出的前馏分收集返回到蒸发液中，重复进行分馏、精馏。作为改进的一种技术方案，将所述蒸发液进行分馏、精馏时，在温度为64～68℃收集甲醇；在温度为69～99℃时收集前馏分；收集产品原甲酸三甲酯的温度为100～102℃。作为改进的一种技术方案，所述干燥除盐使用耙式干燥机进行干燥。所述钠渣含有65～75wt％的金属钠、25～35wt％的钙和杂质。由于采用了上述技术方案，本专利技术的有益效果是：本专利技术采用生产尾料液体钠渣进行甲醇钠的生产，进一步生产原甲酸三甲酯，使用熔融状态的液体钠渣，反应中与甲醇的接触更加均匀，反应面积加大，有效的解决了现有技术使用金属钠反应速度慢的问题，同时降低了人工投钠带来的高风险问题，人员的高负荷等问题。采用钠渣代替金属钠，降低了生产成本，并有效的解决了金属钠生产工艺中钠渣的处理及再利用问题，同时为企业提供巨大的经济效益。在置换反应中采用反滴加方式，将钠渣滴加到甲醇中，提高了反应速度，大幅度降低了生产中存在的危险系数，降低了人员的工作强度，并一定程度上有效地降低了甲醇单耗。将含有钙等固体渣的甲醇钠溶液直接进行酯化反应(无需进行甲醇钠与渣的分离)。反应后的盐连同渣一起经耙式干燥机干燥，剩余固体干燥盐份可外卖处理。此分离方式代替传统的离心式分离方法，固体脱除料液更充分，蒸出料液更纯净。料液经分馏、精馏制得原甲酸三甲酯。本专利技术避免了生产尾料钠渣在成型、存储过程中的氧化问题。解决了传统的钠渣成型困难，反应速率慢，效率低的问题。本专利技术干燥除盐采用耙式干燥机，干燥形式使置换反应中的渣滓无需进行分离，可直接进行酯化反应，简化了生产工序，提高了生产效率。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。图1是本专利技术实施例的生产工艺流程图。具体实施方式下面结合具体的实施例，进一步阐述本专利技术。应理解，这些实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围。此外应理解，在阅读了本专利技术讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本专利技术作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。实施例1(1)置换反应：按照重量比1:3.4，将含有68wt％的金属钠、32wt％的钙和杂质的液体金属钠渣和甲醇分别转移至计量容器，在常温下开始滴加，温度为68℃的反应温度下，在2小时之内将钠渣滴加到甲醇中；然后继续保温反应2小时，至反应液上层无液体漂浮。(2)酯化反应：按照1:1的反应摩尔比，将三氯甲烷滴加入步骤(1)的反应液中，在40℃开始滴加，反应温度为65℃，在5小时之内滴加完毕；然后继续保温反应2小时，至反应液pH值为8，得到粗品原甲酸三甲酯。(3)提纯：使用耙式干燥机将粗品原甲酸三甲酯进行干燥除盐，固体干燥盐外卖，将蒸发液进行精馏，在温度为64～68℃收集甲醇返回到置换反应步骤，在温度为69～99℃收集前馏分，前馏分收集返回到蒸发液中，在温度为100～102℃收集得到纯净的原甲酸三甲酯。实施例2(1)置换反应：按照重量比1.5:3.5，将含有70wt％的金属钠、30wt％的钙和杂质的液体金属钠渣和甲醇分别转移至计量容器，在常温下开始滴加，温度为70℃的反应温度下，在2.5小时之内将钠渣滴加到甲醇中；然后继续保温反应2.5小时，至反应液上层无液体漂浮。(2)酯化反应：按照1:1的反应摩尔比，将三氯甲烷滴加入步骤(1)的反应液中，在40℃开始滴加，反应温度为68℃，在4.6小时之内滴加完毕；然后继续保温反应2.5小时，至反应液pH值为7.5，得到粗品原甲酸三甲酯。(3)提纯：使用耙式干燥机将粗品原甲酸三甲酯进行干燥除盐，固体干燥盐外卖，将蒸发液进行精馏，在温度为64～68℃收集甲醇返回到置换反应步骤，在温度为69～99℃收集前馏分，前馏分收集返回到蒸发液中，在温度为100～102℃收集得到纯净的原甲酸三甲酯。实施例3(1)置换反应：按照重量比1:2，将含有72wt％的金属钠、28wt％的钙和杂质的液体金属钠渣和甲醇分别转移至计量容器，在温度为75℃的反应温度下，在2小时之内将钠渣滴加到甲醇中；然后继续保温反应3小时，至反应液上层无液体漂浮。(2)酯化反应：按照1:1的反应摩尔比，将三氯甲烷滴加入步骤(1)的反应液中，在40℃开始滴加，反应温度为70℃，在4小时之内滴加完毕；然后继续保温反应3小时，至反应液pH值为7，得到粗品原甲酸三甲酯。(3)提纯：使用耙式干燥机将粗品原甲酸三甲酯进行干燥除盐，固体干燥盐外卖，将蒸发液进行精馏，在温度为64～68℃收集甲醇返回到置换反应步骤，在温度为69～99℃收集前馏分，前馏分收集返回到蒸发液中，在温度为100～102℃收集得到纯净的原甲酸三甲酯。实验对比例1(1)置换反应：采用金属钠为原料，按照重量比1:1.5，在温度为75℃的反应温度下，在3小时之内将甲醇滴加到金属钠中；然后继续保温反应5小时，至反应液上层无液体漂浮。(本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种液体金属钠渣法制备原甲酸三甲酯的生产方法，其特征在于采用金属钠渣为原料，包括以下步骤：(1)置换反应：按照重量比1～2:3～4，将液体金属钠渣和甲醇分别转移至计量容器，在常温下开始滴加，反应温度不超过75℃下，在2～3小时之内将钠渣滴加到甲醇中；然后75～80℃继续保温反应2～3小时，至反应液上层无液体漂浮；(2)酯化反应：按照1:1的反应摩尔比，将三氯甲烷滴加入步骤(1)的反应液中，在40℃开始滴加，反应温度不超过70℃，在4～5小时之内滴加完毕；然后70～75℃继续保温反应2～3小时，至反应液pH值为7～8，得到粗品原甲酸三甲酯；(3)提纯：将粗品原甲酸三甲酯进行干燥除盐，然后将蒸发液进行分馏、精馏，得到纯净的原甲酸三甲酯。

【技术特征摘要】
1.一种液体金属钠渣法制备原甲酸三甲酯的生产方法，其特征在于采用金属钠渣为原料，包括以下步骤：(1)置换反应：按照重量比1～2:3～4，将液体金属钠渣和甲醇分别转移至计量容器，在常温下开始滴加，反应温度不超过75℃下，在2～3小时之内将钠渣滴加到甲醇中；然后75～80℃继续保温反应2～3小时，至反应液上层无液体漂浮；(2)酯化反应：按照1:1的反应摩尔比，将三氯甲烷滴加入步骤(1)的反应液中，在40℃开始滴加，反应温度不超过70℃，在4～5小时之内滴加完毕；然后70～75℃继续保温反应2～3小时，至反应液pH值为7～8，得到粗品原甲酸三甲酯；(3)提纯：将粗品原甲酸三甲酯进行干燥除盐，然后将蒸发液进行分馏、精馏，得到纯净的原甲酸三甲酯。2.如权利要求1所述的液体金属钠渣法制备原甲酸三甲酯的生...

【专利技术属性】
技术研发人员：郐丽，孙德敏，段升芹，张福祥，贾晓强，王彦玲，郝洪雨，
申请(专利权)人：山东默锐科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37