一种一步合成碳酸甲乙酯的方法技术

本发明专利技术公开一种一步合成碳酸甲乙酯的方法，包含，1)将甲醇、乙醇一氧化碳和氧气在高温高压催化剂的条件下反应生成碳酸甲乙酯；2)将含有碳酸甲乙酯的反应产物通过精馏分离得到碳酸甲乙酯。该方法不但可以一步合成碳酸甲乙酯，而且通过精馏处理后获得高纯度的产品碳酸甲乙酯。甲乙酯。

【技术实现步骤摘要】
一种一步合成碳酸甲乙酯的方法


[0001]本专利技术涉及有机合成领域，特别是涉及一种一步合成碳酸甲乙酯的方法。

技术介绍

[0002]碳酸甲乙酯(Methyl Ethyl Carbonate，简称MEC)，无色透明液体，是一种优良的溶剂，碳酸甲乙酯由于其分子结构中同时具有甲基和乙基，所以其兼有碳酸二甲酯、碳酸二乙酯的特性，可与醇、酯、酚以及胺等反应，适用于多种有机反应。而且由于碳酸甲乙酯的粘度小，介电常数高，对锂盐的溶解性强，因此其是一种优良的锂离子电池电解质溶剂，能够提高电池的能量密度和放电容量，更能够提高电池的安全性能以及使用寿命。除此之外，良好的低温使用性能也是其作为电解液的优势。
[0003]现有制备碳酸甲乙酯的技术路线有很多，主要有光汽发、氧化羰化法、酯交换法三种，目前国内通常采用酯交换法来合成碳酸甲乙酯，而酯交换法合成碳酸甲乙酯又分为以下几种：碳酸二乙酯与甲醇酯交换、碳酸二甲酯与乙醇酯交换、碳酸二甲酯与碳酸二乙酯交换。
[0004]目前，所有的碳酸甲乙酯合成方法中主要以酯交换法为主流合成路线，但酯交换法的原料碳酸二甲酯需通过碳酸乙烯酯或碳酸丙烯酯经过甲醇酯交换来合成，而碳酸乙烯酯又需要通过环氧乙烷和二氧化碳反应来制备，上述反应路线需分段进行，各个阶段反应物转化率及产物选择性低，同时由于各个阶段都需要对各产物进行复杂精馏分离操作，工业生产过程能耗大，运行成本增加。
[0005]通过对比分析以及实际生产经验发现目前存在以下问题：
[0006]1、从甲醇、乙醇等原料至碳酸甲乙酯产品的合成路线较长，反应物转化率及产物选择性低；
[0007]2、各阶段产物均需进行复杂精馏分离，能耗高。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的在于提供一种一步合成碳酸甲乙酯的方法，可以连续化生产出高纯度碳酸甲乙酯。
[0009]本专利技术的一种一步合成碳酸甲乙酯的方法，反应式如下：
[0010]CH3OH+C2H5OH+CO+1/2O2
→
CH3OCOOC2H5+H2O(主反应)
[0011]CO+1/2O2→
CO2(副反应)
[0012]CH3OH+CO2→
CH3OCOOCH3+H2O(副反应)
[0013]CH3OCOOCH3+C2H5OH
→
CH3OCOOC2H5+CH3OH(副反应)
[0014]CH3OCOOCH3+C2H5OCOOC2H5→
CH3OCOOC2H5(副反应)
[0015]在一实施方案中，本专利技术的一种一步合成碳酸甲乙酯的方法，包含，
[0016]1)将甲醇、乙醇一氧化碳和氧气在高温高压催化剂的条件下反应生成碳酸甲乙酯,所述催化剂是以活性碳为载体的由氧化锌、氯化亚铜和含氮席夫碱有机物组成的混合
催化剂；
[0017]2)将含有碳酸甲乙酯的反应产物通过精馏分离得到碳酸甲乙酯。
[0018]上述本专利技术的方法，1)中，甲醇：乙醇：一氧化碳和氧气的摩尔比为2：1～1.5：1～1.2：0.5，所述高温高压，其温度为110～130℃，压力为2.0～3.0Mpa，所述混合催化剂，氧化锌、氯化亚铜和含氮席夫碱的重量比为1：5
‑
20：5
‑
10,其中，含氮席夫碱为N
‑
乙基咔唑席夫碱。
[0019]上述本专利技术的一种一步合成碳酸甲乙酯的方法，具体包括以下步骤：
[0020]a)将溶有乙醇钠的乙醇、甲醇、一氧化碳和氧气送入固定床反应器R1中反应，获得反应产物，反应生成的碳酸甲乙酯EMC、碳酸二甲酯DMC、水及未反应完的甲醇、乙醇从固定床反应器R1底部经冷凝器E2冷凝后进入中间罐V2，不凝气从中间罐V2顶部排出；
[0021]b)步骤a)的反应产物经冷凝后，冷凝液送至第一精馏塔精馏，第一精馏塔的液相部分送至第三精馏塔精馏；
[0022]c)第一精馏塔顶部气相经冷凝后，一部分返回第一精馏塔回流，另一部分送至第二精馏塔精馏，第二精馏塔塔顶气相经冷凝后，一部分冷凝液返回第二精馏塔回流，一部分为含有甲醇和乙醇的混合物送至固定床反应器参加反应，塔底部残留液排出；
[0023]d)第三精馏塔的顶部气相经冷凝后，一部分冷凝液返回第三精馏塔回流，另一部分冷凝液作为产品碳酸甲乙酯采出，重组分从塔底部排出。
[0024]上述本专利技术的方法，进一步包括将步骤a)中未反应完的一氧化碳、氧气及其夹带的部分液体从固定床反应器的顶部采出经冷却后，冷凝液返回至固定床反应器中继续参加反应，不凝气体排出。
[0025]上述本专利技术的方法，步骤a)中的反应产物含有碳酸甲乙酯、碳酸二甲酯、甲醇、乙醇和水，步骤b)中第一精馏塔的操作压力为常压，塔顶温度为70～75℃，回流比为1～3：1，步骤c)中第二精馏塔的操作压力为常压，塔顶温度为65～70℃，回流比为1～3：1，步骤d)中第三精馏塔的操作压力为常压，塔顶温度为105～110℃，回流比为1～3：1。
[0026]在一优选实施方案中，本专利技术的一种一步合成碳酸甲乙酯的方法，包含，
[0027]1)将甲醇、乙醇一氧化碳和氧气在高温高压催化剂的条件下反应生成碳酸甲乙酯，所述催化剂是以活性碳为载体的由氧化锌、氯化亚铜和含氮席夫碱组成的混合催化剂，其中，氧化锌、氯化亚铜和含氮席夫碱的重量比为1：5
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20：5
‑
10；
[0028]2)将含有碳酸甲乙酯的反应产物通过精馏分离得到含量≥99.99％的电子级碳酸甲乙酯，
[0029]其中，步骤1)中，甲醇、乙醇、一氧化碳和氧气的摩尔比为2：1～1.5：1～1.2：0.5，所述含氮席夫碱为N
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乙基咔唑席夫碱，所述高温高压，其温度为110～130℃，压力为2.0～3.0MPa。
[0030]在一具体实施方案中，本专利技术的一种一步合成碳酸甲乙酯的方法，包括以下工艺步骤：
[0031]1)将甲醇、乙醇、一氧化碳、氧气(摩尔比为2：1～1.5：1～1.2：0.5)、及溶于乙醇的乙醇钠溶液送入固定床反应器R1中反应，固定床反应器R1中装有以活性炭为载体的氧化锌、氯化亚铜和含氮席夫碱(重量比为1：5
‑
20：5
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10)的混合催化剂，获得反应产物，未反应完的一氧化碳、氧气夹带着部分液体从固定床反应器顶部经冷凝器E1冷凝后进入闪蒸罐
V1，不凝气体从V1顶部排出，冷凝液(含甲醇和乙醇)通过回流泵P1送至固定床反应器R1参加反应，反应产物(含有碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸二甲酯(DMC)、甲醇、乙醇和水)从固定床反应器R1底部流出经冷凝器E2冷凝后冷凝液进入中间罐V2，不凝气从中间罐V2顶部排出；
[0032]2)步骤1)的中间罐V2的冷凝液经物料泵P2送至第一精馏塔(T1)精馏，T1顶部气相经冷凝器E3冷凝后冷凝液进入回流罐V3，经泵P3部分送至精馏塔T1回流，部分送至第二精馏塔(T2本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种一步合成碳酸甲乙酯的方法，包含：1)将甲醇、乙醇一氧化碳和氧气在高温高压和催化剂的条件下反应生成碳酸甲乙酯，所述催化剂是以活性碳为载体的由氧化锌、氯化亚铜和含氮席夫碱组成的混合催化剂，其中，氧化锌、氯化亚铜和含氮席夫碱的重量比为1：5
‑
20：5
‑
10；2)将含有碳酸甲乙酯的反应产物通过精馏分离得到含量≥99.99％的电子级碳酸甲乙酯，其中，步骤1)中，甲醇、乙醇、一氧化碳与氧气的摩尔比为2：1～1.5：1～1.2：0.5，所述含氮席夫碱为N
‑
乙基咔唑席夫碱。2.如权利要求1所述的方法，步骤1)中，所述高温高压，其温度为110～130℃，压力为2.0～3.0MPa。3.如权利要求1或2所述的方法，具体包括以下步骤：a)将溶有乙醇钠的乙醇、甲醇、一氧化碳和氧气送入固定床反应器R1中反应，获得反应产物，反应生成的碳酸甲乙酯EMC、碳酸二甲酯DMC、水及未反应完的甲醇、乙醇从固定床反应器R1底部经冷凝器E2冷凝后进入中间罐V2，不凝气从中间罐V2顶部排出；b)步骤a)...

【专利技术属性】
技术研发人员：何睿鸣，彭丽华，张月娥，
申请(专利权)人：重庆微而易科技有限公司，
类型：发明
国别省市：