本发明专利技术属于酯交换反应技术领域，具体涉及到一种用离子液体作催化剂制备仲丁醇的方法。该方法以乙酸仲丁酯和甲醇为原料，离子液体作催化剂酯交换生成仲丁醇和乙酸甲酯。催化剂选用酸性或碱性离子液体，本发明专利技术鉴于传统催化剂的不足，及离子液体的优点，而提出一种用离子液体作催化剂制备仲丁醇的方法，该方法具有催化效果好，反应条件温和，对设备腐蚀小，催化剂活性高，催化剂可以重复使用等优点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于酯交换反应
，具体涉及到。
技术介绍
仲丁醇在工业上可用作溶剂，与甲醇作共溶剂，可作为提高汽油辛烷值的组分，也用做乳化剂、染料分散剂、脱水剂、脱漆剂、工业洗涤剂等；由于仲丁醇能增加涂料的加工性能和延展性，故可用作硝基喷漆、硝基漆稀释剂的助溶剂。又可用作生产香料、染料、润湿齐U、浮选剂等的原料；但最主要的应用是经催化脱氢生产甲乙酮，约占总消耗量的90%。传统合成仲丁醇的方法是用正丁烯水合生成仲丁醇，方法主要有硫酸间接水合、树脂催化直接水合和杂多酸催化直接水合3种。(I)硫酸间接水合用浓度为50%左右的硫酸吸收预处理过的正丁烯的混合C4馏分，生成丁基硫酸醋，再水解得到仲丁醇水溶液。但是由于使用硫酸，设备腐蚀严重，装置投资较大，需消耗大量硫酸和碱，三废多，正丁烯单耗较高。(2)树脂催化直 接水合采用固体磺酸型阳离子树脂催化剂。但是此方法对原料正丁烯要求高，正丁烯反应单程转化率不高于10%。(3)杂多酸催化直接水合采用杂多酸催化剂，主要成份是钥磷酸，并加人有机金属化合物添加剂，反应温度200 230°C，反应压力19. OMPa0正丁烯单程转化率25% 30%。但是该方法反应压力高，正丁烯的转化率也较低。目前酯交换合成仲丁酯采用传统催化剂，主要采用强碱性催化剂甲醇钠和乙醇钠等，催化效果好。缺点是强碱性催化剂遇水易水解失活或与酸中和，因此对原料要求规格高。催化剂的回收再循环利用较难。当采用固体酸性树脂催化剂时，催化效果不好，转化率低。离子液体作为一种绿色溶剂，具有液程宽、蒸汽压极低，不易挥发、对有机物、无机物都有良好的溶解性、具有结构可调控性等独特的物理化学性质，正日益受到国内外学术界和工业界的广泛关注。
技术实现思路
本专利技术鉴于传统催化剂的不足，及离子液体的优点，而提出，该方法具有催化效果好，反应条件温和，对设备腐蚀小，催化剂活性高，催化剂可以重复使用等优点。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案 本专利技术的，以乙酸仲丁酯和甲醇为原料，选用离子液体作催化剂酯交换生成仲丁醇和乙酸甲酯。所述的离子液体为[Emim][CF3SO3]、[HSO3-Bmim] HSO4, [HSO3-Py] HPO3> [bmim] OH 或[C3-Hiim] CH3COO。所述原料中乙酸仲丁酯与甲醇的摩尔比为1:广1:8。催化剂的质量占原料总质量的O. Of 10%。酯交换的反应温度为25 120°C。酯交换的反应压力为O. 09 O. 8Mpa。酯交换反应过程进行搅拌，搅拌速度为30(Tl000r/min。优选地，所述方法具体包括以下步骤 (1)将乙酸仲丁酯加入间歇反应釜中，控制反应压力O.1 O. 5Mpa，反应温度65 IOO0C ； (2)将离子液体溶于甲醇中，预热至反应温度； (3)将预热后的含离子液体的甲醇溶液加入间歇反应釜中，并开启搅拌器使乙酸仲丁酯与甲醇溶液进行酯交换反应合成仲丁醇。所述的催化剂可以是[bmim] OH、[C3_mim] CH3COO等碱性离子液体；也可以是[Emim] [CF3SO3]、[HSO3-Pmim]HS04、[HSO3-Py]HPO3等酸性离子液体。反应为均相反应。原料乙酸仲丁酯与甲醇的摩尔比优选为1:广1:5，催化剂的用量占原料总质量的广2%。本专利技术显著优点在于以离子液体作催化剂解决了催化剂不稳定，催化剂难分离等问题，具体为 (I)离子液体溶于反应体系是均相反应，并且只要通过蒸馏就可以与反应体系分离，并分离得到的离子液体性质没有改变，同时克服传统均相催化剂和传统固体催化剂的缺点。催化剂寿命长，节约成本又环保。 (2)采用稳定性的离子液体，对水和空气都比较稳定，不需要对原料做预处理，减少程序和节约费用。(3)采用功能化离子液体，具有传统催化剂的酸性或碱性，催化活性好，有较高的转化率和收率，而且没有腐蚀性。具体实施例方式下面结合实施例对本专利技术做进一步描述，有利于更好地理解本专利技术，但本专利技术并不仅仅局限于下述实施例。实施例1 采用间歇釜式反应器，反应器规格为1000ml，以[Bmim]HS04S催化剂，原料乙酸仲丁酯和甲醇的摩尔比为1:1，催化剂占原料液的质量比重为1%，反应温度为65°C，反应压力为latm，搅拌速度为300r/min。先将乙酸仲丁酯加入反应釜中加热到反应温度，再将离子液体溶于甲醇中，加热到反应温度，然后将甲醇溶液加入反应釜中进行反应。反应完成后，混合物通过气相色谱分析，分析可得乙酸仲丁酯的转化率为60. 8%，仲丁醇的质量收率为60. 4%。反应产物经简单蒸馏先分离出催化剂，后进行间歇精馏分离，醋酸甲酯与未反应的甲醇成共沸物从塔顶蒸出，塔底为仲丁醇和乙酸仲丁酯的混合物，塔底混合物用加压精馏分离，塔顶产物经质谱分析为为仲丁醇。实施例2 按照实施例1的各个操作步骤及条件。改变[Bmim] OH碱性离子液体为催化剂，改变原料乙酸仲丁酯和甲醇的摩尔比为1:4，先将乙酸仲丁酯加入反应釜中加热到反应温度，再将离子液体溶于甲醇中，加热到反应温度，然后将甲醇溶液加入反应釜中进行反应。反应完成后，混合物通过气相色谱分析，分析可得乙酸仲丁酯的转化率为75%，仲丁醇的收率为74.3% (质量)。催化剂与产物的分离与实施例1相同。实施例3 按照实施例1的各个操作步骤及条件。改变用功能化离子液体[I1-But3N(CH2)3SO3H][CH3SO3]酸性离子液体作催化剂，改变催化剂占原料液的质量比重为2%，先将乙酸仲丁酯加入反应釜，再将离子液体溶于甲醇中后预热到反应温度，然后将甲醇溶液加入反应釜中进行反应。反应完成后，混合物通过气相色谱分析，分析可得乙酸仲丁酯的转化率为84. 2%，仲丁醇的收率为83. 7% (质量)。催化剂与产物的分离与实施例1相同。实施例4 按照实施例1的各个操作步骤及条件。改变用功能化离子液体[I1-But3N(CH2)3SO3H][CH3SO3]酸性离子液体作催化剂，改用高压高温反应釜，先将乙酸仲丁酯加入高温高压反应釜，再将离子液体溶于甲醇中后加入高温高压反应釜，改变反应温度为100°C，改变操作压力为O. 5MPa,改变搅拌速率为500r/min。反应完成后，混合物通过气相色谱分析，分析可得乙酸仲丁酯的转化率为90%，仲丁醇的收率为90%(质量)。催化剂与产物的分离与实施例1相同。实施例5 按照实施例1的各个操作步骤及条件。改变用功能化离子液体[HSO3-Pmim]HSO4作催化剂，改变原料乙酸仲丁酯和甲醇的摩尔比为1:5，先将乙酸仲丁酯加入反应釜，再将离子液体溶于甲醇中后加入反应釜，加热到反应温度。醋酸仲丁酯的转化率为82. 4%，仲丁醇的收率为81. 7% (质量)。反应后采用旋转蒸发仪分离得到离子液体，再按照上述操作步骤及条件，反应完成后，混合物通过气相色谱分析，分析可得乙酸仲丁酯的转化率为81. 1%，仲丁醇的收率为80. 6%(质量)。催化剂多次循环利用乙酸仲丁酯的转化率和仲丁酯的收率没有出现大幅度降低。催化剂与产 物的分离与实施例1相同。本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用离子液体作催化剂制备仲丁醇的方法，其特征在于：以乙酸仲丁酯和甲醇为原料，选用离子液体作催化剂酯交换生成仲丁醇和乙酸甲酯。
【技术特征摘要】
1.一种用离子液体作催化剂制备仲丁醇的方法，其特征在于以乙酸仲丁酯和甲醇为原料，选用离子液体作催化剂酯交换生成仲丁醇和乙酸甲酯。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的离子液体为[Emim][CF3SO3]、[HSO3-Bmim] HSO4、[HSO3-Py] HPO3、[bmim]0H 或[C3_mim] CH3COO。3.根据权利要求1所述的用离子液体作催化剂制备仲丁醇的方法，其特征在于所述原料中乙酸仲丁酯与甲醇的摩尔比为1:1 1:8。4.根据权利要求1所述的用离子液体作催化剂制备仲丁醇的方法，其特征在于催化剂的质量占原料总质量的O. 01 10%。5.根据权利要求1所述的用离子液体作催化剂制备仲丁醇的方法，其特征在于酯...
【专利技术属性】
技术研发人员：邱挺，沈燕艺，李玲，王红星，黄智贤，叶长燊，唐文莉，
申请(专利权)人：福州大学，
类型：发明
国别省市：
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