一种碳酸甲乙酯联产碳酸二乙酯的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种碳酸甲乙酯联产碳酸二乙酯的制备方法，属于化工技术领域。本发明专利技术公开了一种碳酸甲乙酯联产碳酸二乙酯的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：将碳酸二甲酯和乙醇置于预反应釜中混合后滴入催化剂浓硫酸进行预反应；反应后的物料进入反应精馏塔继续，塔顶分离出的轻组分碳酸二甲酯/甲醇共沸物经精馏Ⅰ塔后，塔顶得到甲醇成品，塔釜物料回到预反应釜中；反应精馏塔塔釜获得的重组分反应物粗品进入脱醇塔；剩余物料进入连续化精馏工段；首先进入精馏Ⅱ塔，塔顶轻组分部分套用至脱醇塔，侧采出碳酸甲乙酯，剩余釜料连续流入精馏Ⅲ塔，塔顶轻组分套回至精馏II塔，并侧采出碳酸二乙酯，精馏Ⅲ塔剩余物料回收套用至预反应釜中。反应釜中。反应釜中。

【技术实现步骤摘要】
一种碳酸甲乙酯联产碳酸二乙酯的制备方法


[0001]本专利技术属于化工
，涉及一种碳酸甲乙酯联产碳酸二乙酯的制备方法。

技术介绍

[0002]碳酸甲乙酯(EMC)是一种环境友好型碳酸酯，化学性质活泼，是常用的有机合成中间体。EMC具有优良的导热性和电化学稳定性，可作为环保溶剂；同时由于其结构优势，是重要的锂电池电解液组成，其不对称结构和小的空间位阻，可以提高锂盐的溶解度，进而提高电池的能量密度和放电容量。我国自成立新能源汽车重点研发专项后，锂离子电池因其具有高能量密度，高电压、长循环寿命、安全性好且绿色环保无污染等优良性能，其电解液的需求量不断增加，带动EMC非常广阔的市场前景。EMC的主要生产方法有光气法、氧化羰化法和酯交换法。光气法工艺流程繁琐、操作要求高，氧化羰化法反应条件苛刻，且污染严重。而酯交换法具有工艺流程简单，反应条件温和，成本低、污染相对较低的优势，是目前主流的工业化生产方法，以碳酸二甲酯为原料，在催化剂作用下和乙醇进行酯交换得到EMC，但EMC很容易进一步反应继续生成碳酸二乙酯，在同样的条件下，EMC自身歧化也会生成碳酸二甲酯和碳酸二乙酯，所以在反应中应及时将碳酸甲乙酯从反应体系中移出，防止EMC过度转化。但目前该工艺路线的普遍受限于催化剂的转化率和选择性低。并且传统工业化生产碳酸甲乙酯主要使用以醇钠为主的碱性催化剂，反应体系中的水会和碳酸二乙酯反应生成少量碳酸，催化剂醇钠与碳酸反应生成碳酸氢钠和碳酸钠，以固体形式析出，造成催化剂失活，影响催化剂的活性和寿命，且往往需要添加过量的催化剂以满足生产需求，造成资源浪费。
[0003]中国专利申请文件CN201710593249.1公开了一种酯交换法制备碳酸甲乙酯的方法，采用碳酸二甲酯与碳酸二乙酯酯交换固定床反应工艺，催化剂以金属硝酸盐、盐酸盐作为活性组分来源，采用浸渍法负载碱性或酸性金属氧化物，催化剂的酯化催化效率在20g/gh以上，在反应温度200℃，空速30h
‑1条件下，产品碳酸二乙酯转化率在69.17％。该催化剂活性组份在反应过程中易流失，且转化率较低。中国专利CN201611057992.7公开了一种钙镁铝复合氧化物催化合成碳酸甲乙酯的方法，该催化剂以钙镁铝水滑石在400
‑
600℃下焙烧2
‑
8h得到；该类催化剂价格低廉，易于分离，但催化活性一般，转化率低，且活性组份易流失。中国专利申请文件CN201810708682.X公开了一种碳酸甲乙酯的生产工艺，以碳酸二甲酯和乙醇为原料，在甲醇钠的催化作用下，合成碳酸甲乙酯。但醇钠与反应中产生的碳酸反应生成碳酸氢钠和碳酸钠而析出，造成催化剂失活，催化剂的活性低、寿命短。
[0004]酯化反应是一种可逆反应，目前工艺技术难以达到反应最佳平衡状态，现有催化剂普遍存在转化率和选择性低、稳定性差的问题。因此，选择一种高活性、高选择性，稳定性好且易分离回收的催化剂并提高产物转化率具有重要意义。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是针对现有技术存在的上述问题，提出了一种碳酸甲乙酯联产碳酸
二乙酯的制备方法，以硫酸为催化剂，使产物碳酸甲乙酯和碳酸二乙酯具有高纯度。
[0006]本专利技术采用下列技术方案：一种碳酸甲乙酯联产碳酸二乙酯的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
[0007]将碳酸二甲酯和乙醇置于预反应釜中混合后滴入催化剂浓硫酸，加热进行预反应；反应后的物料进入反应精馏塔继续进行酯交换，塔顶分离出的轻组分碳酸二甲酯/甲醇共沸物经精馏Ⅰ塔后，塔顶得到甲醇成品，塔釜物料回到预反应釜中；反应精馏塔塔釜获得的重组分反应物粗品进入脱醇塔，塔顶脱出未反应的原料乙醇和碳酸二甲酯，重新回到预反应釜中参与反应；剩余物料进入连续化精馏工段；物料进入连续化精馏工段后，首先进入精馏Ⅱ塔，塔顶轻组分部分套用至脱醇塔，侧采采出碳酸甲乙酯，剩余釜料连续流入精馏Ⅲ塔，塔顶轻组分套回至精馏II塔，并侧采采出碳酸二乙酯，精馏Ⅲ塔剩余物料回收套用至预反应釜中。
[0008]作为优选，所述碳酸二甲酯、乙醇的质量比为(6
‑
10):1。
[0009]作为优选，所述催化剂浓硫酸的质量占原料总质量的0.5
‑
20％。
[0010]作为优选，所述预反应釜中的加热速度为4
‑
6℃/min，反应温度 50
‑
90℃，反应时间6
‑
10h，操作压力为10
‑
200kPa。
[0011]进一步优选，所述预反应釜中反应温度为60
‑
80℃，时间为7
‑
8h。
[0012]作为优选，所述1
‑
6个反应精馏塔串联使用。
[0013]进一步优选，所述反应精馏塔的操作压力为0
‑
50kPa，反应温度为 80
‑
100℃，反应时间为9
‑
11h。
[0014]作为优选，所述精馏I塔反应温度为60
‑
75℃，压力为0
‑
0.1MPa，反应时间为4
‑
5h。
[0015]作为优选，所述脱醇塔操作温度为80
‑
100℃，操作压力为 0.01
‑
0.03MPa。
[0016]作为优选，所述精馏II塔在常压下操作，操作温度为80
‑
110℃，时间为3
‑
6h。
[0017]作为优选，所述精馏III塔操作温度为60
‑
95℃，操作压力为
‑
0.08
‑
0MPa，时间为3
‑
6h。
[0018]进一步优选，所述连续化精馏反应中，回流比为6
‑
10。
[0019]进一步优选，所述产物中EMC质量百分含量为55
‑
65％，DEC质量百分含量为15
‑
25％，副产物甲醇质量百分含量为20
‑
30％。
[0020]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0021]1、通过本专利技术的方法可以在制备碳酸甲乙酯(EMC)的同时联产碳酸二乙酯(DEC)。
[0022]2、本专利技术采用反应精馏的方式，通过将体系中产生的甲醇不断蒸出，使反应平衡正向移动；并且采用硫酸作为催化剂进行酯交换反应，反应转化率达92％。
[0023]3、通过本专利技术的方法制得的EMC纯度≥99.99％，DEC纯度≥99.99％。
[0024]4、本专利技术采用硫酸作为催化剂可以节约成本，且硫酸具有吸水性可吸收脱醇酯化反应生成的水，解决了传统碱性催化剂遇水反应而导致催化剂活性低、转化率低的缺陷。
[0025]5、本专利技术中的硫酸、硫酸所在的中间馏分及重组份可以循环使用。
附图说明
[0026][0027]图1为本专利技术的流程图。
具体本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种碳酸甲乙酯联产碳酸二乙酯的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：将碳酸二甲酯和乙醇置于预反应釜中混合后滴入催化剂浓硫酸，加热进行预反应；反应后的物料进入反应精馏塔继续进行酯交换，塔顶分离出的轻组分碳酸二甲酯/甲醇共沸物经精馏Ⅰ塔后，塔顶得到甲醇成品，塔釜物料回到预反应釜中；反应精馏塔塔釜获得的重组分反应物粗品进入脱醇塔，塔顶脱出未反应的原料乙醇和碳酸二甲酯，重新回到预反应釜中参与反应；剩余物料进入连续化精馏工段；物料进入连续化精馏工段后，首先进入精馏Ⅱ塔，塔顶轻组分部分套用至脱醇塔，侧采采出碳酸甲乙酯，剩余釜料连续流入精馏Ⅲ塔，塔顶轻组分套回至精馏II塔，并侧采采出碳酸二乙酯，精馏Ⅲ塔剩余物料回收套用至预反应釜中。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述碳酸二甲酯、乙醇的质量比为(9
‑
16):1。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述催化剂浓硫酸的质量占原料总质量的0.5
‑
20％。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述预反应釜中的加热速度为4
‑
6℃/min，反应温度50
‑
90℃，反应时间6
‑
10h，操作压力为10
‑
200...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄斌，俞快，王辉，强永康，陈多安，黄卫国，姚素，崔峰巍，吴文斌，胡海波，
申请(专利权)人：浙江联盛化学股份有限公司，
类型：发明
国别省市：