一种用于合成碳酸二甲酯的方法技术

本发明专利技术涉及了一种用于合成碳酸二甲酯的方法。公开了一种以碳酸丙烯酯和甲醇为原料合成碳酸二甲酯的过程中所使用的催化活性高、易分离且连续使用不失活的催化合成方法。具体方法为：以碳酸丙烯酯和甲醇为原料，于催化剂体系下合成碳酸二甲酯，其中催化体系为一元醇盐和聚乙二醇的混合物；合成反应于常压，25~80℃下反应10~120min。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种以碳酸丙烯酯和甲醇为原料合成碳酸二甲酯的过程中所使用的催化体系，属精细化工领域。
技术介绍
碳酸二甲酯(dimethyl carbonate，DMC)，是一种无毒、环保性能优异、用途较为广泛的化工原料，它是一种重要的有机合成中间体，其分子结构中含有羰基、甲基和甲氧基等官能团，并具有多种反应性能，在生产中具有使用安全、方便、污染少、容易运输等特点。由于碳酸二甲酯毒性较小，是一种发展前景非常广泛的“绿色”化工产品。碳酸二甲酯的合成方法主要有光气法、氧化羰基化法和酯交换法。光气法虽然工艺路线成熟，但由于使用剧毒的光气已被逐渐淘汰。相对光气法和氧化羰化法，酯交换法具有条件相对温和、对设备腐蚀性低、原料毒性相对较小和DM C选择性高等优点而被普遍接受。与非均相催化剂相比，由于均相催化剂催化产率高，选择性能好，技术成熟，因此，酯交换法合成碳酸二甲酯主要使用均相催化剂，但是其具有催化剂与反应体系难以分离和体系釜液聚合物相对较多等缺点。目前主要用可溶性碱金属氢氧化物、醇盐、碱金属碳酸盐、草酸盐和有机碱作均相催化剂进行酯交换合成碳酸二甲酯。早在1974年，美国专利US3803201就提出用甲醇钠作为环状碳酸酯和甲醇的酯交换反应的催化剂。直至今日，甲醇钠仍然是碳酸二甲酯合成工艺上最常用的催化剂。甲醇钠的碱性非常强，但作为酯交换催化剂在工业生产中有以下两方面的缺点:一是对设备腐蚀性大；二是甲醇钠很容易在水的作用下发生水解和在空气中二氧化碳的作用下发生的酸解。人们一直在寻求比较稳定的催化剂来替代甲醇钠。到目前为止，已经找到了不少催化剂用于碳酸丙烯酯和甲醇的酯交换反应，如日本专利JP63041432报道的含有锆、钛和锡的化合物；美国专利US4691041报道的叔胺、季铵盐、离子交换树脂、负载在二氧化硅上的碱金属和碱土金属盐等；US4734518报道的膦、胂锑、二价的硫和砸化合物；US5214182报道的含膦聚合物；US5430170报道的稀土金属氧化物；US5436362u报道的K交换的A型沸石；US5498743报道的负载型碱土金属卤化物和日本专利JP2003342209报道的氢氧化钠等。但是，上述提到的这些催化剂要应用到工业化生产中，仍有大量的问题需要研究解决。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种以碳酸丙烯酯和甲醇为原料合成碳酸二甲酯的过程中所使用的催化活性高、易分离且连续使用不失活的催化合成方法。本专利技术，以碳酸丙烯酯和甲醇为原料，一元醇盐和聚乙二醇的混合物为催化剂体系下，于常压，25~80°C下反应10~120min即得产品碳酸二甲酯。作为本专利技术的进一步改进，催化体系中的一元醇盐和聚乙二醇的质量比为1:2~1:8 。作为本专利技术的优选方案，催化体系中的一元醇盐为甲醇钠。作为本专利技术进一步改进，催化剂体系的加入量为原料碳酸丙烯酯和甲醇质量之和的1%~10% ;优选催化剂体系的加入量为原料碳酸丙烯酯和甲醇质量之和的3%~6%。采用上述技术方案，以碳酸丙烯酯和甲醇为原料进行合成反应，获得碳酸二甲酯，本专利技术的催化剂是甲醇钠和聚乙二醇的混合物，由于甲醇钠属于一元醇，稳定性较差，很容易失活，加入聚乙二醇能够与甲醇钠络合，有效减缓甲醇钠的失活，从而避免催化剂失活并结渣以至于堵塞管道的问题。综上所述，与现有技术中单纯使用一元醇盐相比，本专利技术的技术方案中采用的催化剂体系具有催化活性高、连续使用不失活，可反复使用、不易溶于碳酸二甲酯中且比较容易分离等特点，不仅解决了生产中碱渣堵塞生产管道的问题，还进一步降低了生产成本，优化了碳酸二甲酯的生产工艺。【具体实施方式】下面结合【具体实施方式】对本专利技术做进一步说明: 实施例1 将原料碳酸丙烯酯和甲醇按照1:5的比例加入1000ml的三口烧瓶中，按原料总量的5%加入催化剂，即加入碳酸丙烯酯100g，甲醇500g，甲醇钠30g，PEG120g,混匀，置于1000ml加热套中加热，利用反应精馏塔进行合成反应，有馏分出现时回流20min，然后出料，当釜温为78°C时，停止反应。顶样组分为甲醇68.6%，碳酸二甲酯为31.37% ;釜样组分为甲醇为46.85%，碳酸二甲酯为0.63%，丙二醇为49.13%，碳酸丙烯酯为3.84%。将实施例1中的反应釜液进行蒸馏，回收催化剂体系，在相同的实验条件下进行循环使用实验，经过7次循环试验之后，顶样组分为甲醇69.52%，碳酸二甲酯为30.47% ;釜样组分为甲醇为48.44%，碳酸二甲酯为0.42%，丙二醇为47.12%，碳酸丙稀酯为4%。实施例2 取甲醇钠20g，聚乙二醇100g，其他条件同实施例1，当釜温为80°C时，停止反应。顶样组分为甲醇76.42%，碳酸二甲酯为23.57% ;釜样组分为甲醇为45.5%，碳酸二甲酯为0.27%，丙二醇为50.13%，碳酸丙烯酯为2.96%ο实施例3 取甲醇钠25g，聚乙二醇125g，其他条件同实施例1，当釜温为90°C时，停止反应。顶样组分为甲醇70.12%，碳酸二甲酯为29.87% ;釜样组分为甲醇为40.95%，碳酸二甲酯为0.36%，丙二醇为56.92%，碳酸丙烯酯为1.66%。实施例4 取甲醇钠24g，聚乙二醇100g，其他条件同实施例1，当釜温为80°C时，停止反应。顶样组分为甲醇68.21%，碳酸二甲酯为31.87% ;釜样组分为甲醇为43.59%，碳酸二甲酯为0.29%，丙二醇为54.52%，碳酸丙烯酯为1.6%。实施例5 取甲醇钠20g，聚乙二醇120g，其他条件同实施例1，当釜温为100°C时，停止反应。顶样组分为甲醇83.39%，碳酸二甲酯为19.07% ;釜样组分为甲醇为49.38%，碳酸二甲酯为0.34%，丙二醇为47.83%，碳酸丙烯酯为2.25%。【主权项】1.，以碳酸丙烯酯和甲醇为原料，于催化剂体 系下合成碳酸二甲酯，其特征在于所述催化体系为一元醇盐和聚乙二醇的混合物；所述合成反应于常压，25~80°C下反应10~120min。2.根据权利要求1所述，其特征在于所述催化 体系中的一元醇盐和聚乙二醇的质量比为1:2~1:8。3.根据权利要求1所述的，其特征在于所述催 化体系中的一元醇盐为甲醇钠。4.根据权利要求1、2或3所述的，其特征在 于所述催化剂体系的加入量为原料碳酸丙烯酯和甲醇质量之和的1°/『10%。5.根据权利要求1、2或3所述的，其特征在 于所述催化剂体系的加入量为原料碳酸丙烯酯和甲醇质量之和的3°/『6%。【专利摘要】本专利技术涉及了。公开了一种以碳酸丙烯酯和甲醇为原料合成碳酸二甲酯的过程中所使用的催化活性高、易分离且连续使用不失活的催化合成方法。具体方法为：以碳酸丙烯酯和甲醇为原料，于催化剂体系下合成碳酸二甲酯，其中催化体系为一元醇盐和聚乙二醇的混合物；合成反应于常压，25~80℃下反应10~120min。【IPC分类】C07C69/96, C07C68/06【公开号】CN105348097【申请号】CN201510747870【专利技术人】于丽, 方诒胜, 陈永礼, 徐利林, 王杰 【申请人】铜陵金泰化工股份有限公司【公开日】2016年2月24日【申请日】2015年11月6日本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于合成碳酸二甲酯的方法，以碳酸丙烯酯和甲醇为原料，于催化剂体系下合成碳酸二甲酯，其特征在于所述催化体系为一元醇盐和聚乙二醇的混合物；所述合成反应于常压，25~80℃下反应10~120min。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：于丽，方诒胜，陈永礼，徐利林，王杰，
申请(专利权)人：铜陵金泰化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34