一種制備丁二酸二甲酯的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及化學(xué)工藝技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是一種制備丁二酸二甲酯的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]丁二酸二甲脂是一種有機(jī)顏料、香精香料等化合物合成的基礎(chǔ)原料，廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、食品、顏料等生產(chǎn)領(lǐng)域基本原料，有廣闊的市場發(fā)展前景。
[0003]目前生產(chǎn)丁二酸二甲酯主要的方法有兩種:一種是以順丁二烯二酸酐為原料的方法；另一種是采用丁二酸為原料的方法。目前這兩種生產(chǎn)方式均存在明顯的問題:以丁二酸為原料的產(chǎn)品質(zhì)量較高，但是成本也高；以順丁二烯二酸酐為原料的生產(chǎn)出的產(chǎn)品品質(zhì)低不能滿足市場的需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是要提供一種制備丁二酸二甲酯的方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
[0006]一種制備丁二酸二甲酯的方法，包括如下步驟:
[0007]a)將丁二酸、甲醇與脫水劑、負(fù)載型固體酸催化劑混合均勻后，在60?80°C下進(jìn)行脫水酯化操作；
[0008]b)將步驟a)中得到的產(chǎn)物進(jìn)行固液分離，收集含有丁二酸單甲酯的液相物料進(jìn)行下一步操作；
[0009]c)在步驟b)中得到的含有丁二酸單甲酯的液相物料中提取出丁二酸單甲酯產(chǎn)品;
[0010]d)在步驟c)中得到的丁二酸單甲酯產(chǎn)品中加入催化劑和甲醇，在60?110°C下進(jìn)行酯化反應(yīng)后，將產(chǎn)物進(jìn)行固液分離，得到固相物料和液相物料；
[0011]e)在步驟d)中得到的固相物料中加入甲醇和催化劑，在60?110°C下進(jìn)行酯化反應(yīng)后進(jìn)行蒸發(fā)除去甲醇，然后進(jìn)行提純，得到丁二酸二甲酯純品。
[0012]作為優(yōu)選方案，所述脫水劑為乙醇、丙酮、甘油、正丁醇、叔丁醇或環(huán)己烷。
[0013]作為優(yōu)選方案，所述丁二酸和甲醇的摩爾比為1: (3?6)。
[0014]作為優(yōu)選方案，所述脫水劑的加量為丁二酸摩爾數(shù)的10?30 %。
[0015]本發(fā)明的優(yōu)點在于:可縮短生產(chǎn)周期、節(jié)約生產(chǎn)成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量，避免大量三廢排放。實現(xiàn)丁二酸二甲酯的清潔生產(chǎn)，是一種能適合于不同規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)的丁二酸二甲酯、甲酯(該甲酯是否為丁二酸單甲酯)的方法。
【具體實施方式】
[0016]下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)闡述。
[0017]實施例1制備丁二酸二甲酯的方法，包括如下步驟:
[0018]1.先將丁二酸及甲醇按1: (3?6)的摩爾比投放反應(yīng)釜中加熱溶解，待完全溶解時加入丁二酸摩爾數(shù)10?30%的脫水劑環(huán)己烷、催化劑在60?80°C時進(jìn)行脫水、酯化，酯化時液體在系統(tǒng)內(nèi)實施醇水分離、水進(jìn)入廢水處理系統(tǒng)，醇在系統(tǒng)內(nèi)回補(bǔ)酯化，脫水劑循環(huán)使用。
[0019]2.通過出水的計量控制酯化時間，控制出水時第1?2小時要達(dá)到總量的60 %，第2?4小時達(dá)到總量的85 %，第3?6小時達(dá)到總量的96 %以上。
[0020]3.根據(jù)酯化過程中的溫度可以反應(yīng)酸值變化和酯化進(jìn)度，60°C時轉(zhuǎn)化率達(dá)到60%，70°C轉(zhuǎn)化率達(dá)到85 %，80°C轉(zhuǎn)化率96 %。
[0021]5.酯化完成后進(jìn)行高真空條件提取得到99.6%以上的產(chǎn)品，控制溫度140?170°C，真空度-0.086MPa。
[0022]實施例2制備丁二酸二甲酯的酯化方法，包括如下步驟:
[0023]1.先將丁二酸及甲醇按1: (3?6)的摩爾比投放反應(yīng)釜中加熱溶解，待完全溶解時加入丁二酸摩爾數(shù)10?30%的脫水劑環(huán)己烷、催化劑在50?80°C時進(jìn)行脫水、酯化，酯化時液體在系統(tǒng)內(nèi)實施醇水分離、水進(jìn)入廢水處理系統(tǒng)，醇在系統(tǒng)內(nèi)回補(bǔ)酯化，脫水劑循環(huán)使用。
[0024]2.通過出水的計量控制酯化時間，控制出水時第1?2小時要達(dá)到總量的60 %，第2?4小時達(dá)到總量的85 %，第3?6小時達(dá)到總量的96 %以上。
[0025]3.根據(jù)酯化過程中的溫度可以反應(yīng)酸值變化和酯化進(jìn)度，60°C時轉(zhuǎn)化率達(dá)到60%，70°C轉(zhuǎn)化率達(dá)到85 %，80°C轉(zhuǎn)化率96 %。
[0026]5.酯化完成后進(jìn)行高真空條件提取得到99.6%以上的產(chǎn)品，控制溫度140?170°C，真空度-0.086MPa。
[0027]實施例3制備丁二酸二甲酯的酯化方法，包括如下步驟:
[0028]1.將丁二酸及甲醇加到反應(yīng)釜中進(jìn)行加熱溶解，待完全溶解時加入丁二酸摩爾數(shù)10?30%的烷基類脫水劑低溫下50?80°C時進(jìn)行脫水在出水量達(dá)到要求時，加入催化劑進(jìn)行酯化，在酯化過程中嚴(yán)格掌握控制酯化進(jìn)度。
[0029]2.丁二酸二甲脂的脫水劑、催化劑選擇范圍比較寬分成烷基類、鈦系列、樹脂類，我們選用的是烷基類和鈦系列，
[0030]3.丁二酸二甲脂的脫水時先加入脫水劑后溫度在50?80°C時就會產(chǎn)生共沸開始出水。
[0031]4.在低溫時出水可以最大限度的保存甲醇的損失，降低成本，減少對環(huán)境的影響，控制60°C時轉(zhuǎn)化率達(dá)到60 %，70°C轉(zhuǎn)化率達(dá)到85 %，80°C轉(zhuǎn)化率96 %。
[0032]5.在低溫共沸時出水水中會帶出少量的醇，需要對廢水進(jìn)行醇水分離進(jìn)入下一次生產(chǎn)時使回用。
[0033]6.將酯化完成的丁二酸二甲酯進(jìn)行提純處理，控制溫度140?170°C，真空度-0.086MPa。
[0034]實施例4 丁二酸二甲酯的方法，包括如下步驟:
[0035]1.將丁二酸及甲醇按1:(3?6)的摩爾比加到反應(yīng)釜中進(jìn)行加熱溶解，待完全溶解后加入丁二酸摩爾數(shù)10?30%的脫水劑、催化劑在70?110°C的溫度下進(jìn)行脫水、酯化，在酯化過程的同時進(jìn)行醇水分離水進(jìn)入廢水池醇在塔內(nèi)回流到反應(yīng)釜內(nèi)參加循環(huán)酯化。
[0036]2.通過出水的計量酯化溫度變化控制酯化掌握酯化進(jìn)度，控制出水時第1?2小時要達(dá)到60 %，第2?4小時達(dá)到85 %，第3?6小時達(dá)到96 %以上。
[0037]3.根據(jù)酯化過程中的酸值變化掌握酯化進(jìn)度，控制60°C時轉(zhuǎn)化率達(dá)到60 %，70°C轉(zhuǎn)化率達(dá)到85 %，80°C轉(zhuǎn)化率96 %。
[0038]4.酯化出水溫度在50?100°C。
[0039]5.酷化完成后進(jìn)彳丁聞?wù)婵諚l件提取得到99.5%以上的廣品。
[0040]實施例5制備丁二酸二甲脂的酯化方法，包括如下步驟:
[0041]1.將丁二酸及甲醇按1: (3?6)的摩爾比加到反應(yīng)釜中進(jìn)行加熱溶解，待完全溶解時加入丁二酸摩爾數(shù)10?30%的烷基類脫水劑在50?100°C時進(jìn)行脫水、經(jīng)過計量控制出水量，在出水結(jié)束后加入催化劑進(jìn)行酯化，在酯化過程中通過檢控酸值計算酯化進(jìn)度?？蓢?yán)格控制甲醇的流失。
[0042]2.在酯化過程中要掌握酯化的速度不宜過快，時間太快影響酯化效果，控制出水時第1?2小時要達(dá)到60 %，第2?4小時達(dá)到85 %，第3?6小時達(dá)到96 %以上。
[0043]3.脫水結(jié)束后加催化劑進(jìn)行酯化，酯化時要掌握好時間和溫度使得酯化率達(dá)到96%以上，
[0044]4.酯化完全不完全對下一步的提取十分關(guān)鍵，要獲得高品質(zhì)丁二酸二甲酯，酯化率必須高于90%以上，這樣才可以獲得99.5%以上的丁二酸二甲酯。
[0045]本發(fā)明的優(yōu)點在于:可縮短生產(chǎn)周期、節(jié)約生產(chǎn)成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量，避免大量三廢排放。實現(xiàn)丁二酸二甲酯的清潔生產(chǎn)，是一種能適合于不同規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)的丁二酸二甲酯的方法。
[0046]最后有必要說明的是:以上實施例只用于對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步詳細(xì)的說明，不能理解為對本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，本領(lǐng)域的技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的上述內(nèi)容作出的一些非本質(zhì)的改進(jìn)和調(diào)整均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項】
1.一種制備丁二酸二甲酯的方法，其特征在于，包括如下步驟: a)將丁二酸、甲醇與脫水劑、負(fù)載型固體酸催化劑混合均勻后，在60?80°C下進(jìn)行脫水酯化操作； b)將步驟a)中得到的產(chǎn)物進(jìn)行固液分離，收集含有丁二酸單甲酯的液相物料進(jìn)行下一步操作； c)在步驟b)中得到的含有丁二酸單甲酯的液相物料中提取出丁二酸單甲酯產(chǎn)品； d)在步驟c)中得到的丁二酸單甲酯產(chǎn)品中加入催化劑和甲醇，在60?110°C下進(jìn)行酯化反應(yīng)后，將產(chǎn)物進(jìn)行固液分離，得到固相物料和液相物料； e)在步驟d)中得到的固相物料中加入甲醇和催化劑，在60?110°C下進(jìn)行酯化反應(yīng)后進(jìn)行蒸發(fā)除去甲醇，然后進(jìn)行提純，得到丁二酸二甲酯純品。2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述脫水劑為乙醇、丙酮、甘油、正丁醇、叔丁醇或環(huán)己烷。3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述丁二酸和甲醇的摩爾比為1: (3?10)。4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述脫水劑的加量為丁二酸摩爾數(shù)的10?.30 %。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種制備丁二酸二甲酯的方法，將丁二酸與一定比例的甲醇投入到反應(yīng)釜中開始加熱，隨著溫度的上升，反應(yīng)生成的水，帶水劑及甲醇在系統(tǒng)里進(jìn)行循環(huán)，在循環(huán)的過程中得到水和甲醇分離。經(jīng)過分離的甲醇回流到反應(yīng)釜繼續(xù)參與反應(yīng)。經(jīng)過分離的水直接排放進(jìn)入廢水處理系統(tǒng)，這一方法可縮短生產(chǎn)周期、節(jié)約生產(chǎn)成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量，避免大量三廢排放。實現(xiàn)丁二酸二甲酯的清潔生產(chǎn)，是一種能適合于不同規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)的丁二酸二甲酯的方法。
【IPC分類】C07C67/08, C07C69/40
【公開號】CN105367416
【申請?zhí)枴緾N201410406804
【發(fā)明人】鮑月剛, 張玲, 馬云, 錢毓秀, 魏龍, 馬世金
【申請人】馬世金
【公開日】2016年3月2日
【申請日】2014年8月18日