專利名稱：制備碳酸二乙酯和碳酸甲乙酯混合酯的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種有機溶劑的制備方法，特別涉及由碳酸二甲酯和乙醇通過酯交換反應(yīng)制 備碳酸二乙酯和碳酸甲乙酯混合酯的方法。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的涂料、油漆等行業(yè)由于使用大量的有機溶劑，會產(chǎn)生包括直鏈烴、鹵代烴、芳香 烴以及醛酮醇類等揮發(fā)性有機化合物，造成對環(huán)境的污染，嚴重影響人身安全和人類健康。 碳酸二乙酯和碳酸甲乙酯是對環(huán)境友好的綠色環(huán)?；ぴ?，可以替代涂料、油漆等產(chǎn)業(yè)中 多種工業(yè)溶劑，具有廣闊的應(yīng)用前景。
當前利用酯交換法生產(chǎn)的主要目的是得到單一的碳酸二乙酯或碳酸甲乙酯產(chǎn)品。例如， 以碳酸二甲酯和乙醇為原料，在催化劑作用下制備碳酸二乙酯；以碳酸二甲酯和碳酸二乙酯 為原料，在催化劑存在下經(jīng)過酯交換反應(yīng)生產(chǎn)碳酸甲乙酯。在碳酸二乙酯和碳酸甲乙酯作為 涂料、油漆等行業(yè)的替代有機溶劑時，通常是將二者按照一定的比例進行混合后使用。因此， 若以碳酸二乙酯和碳酸甲乙酯的下游市場為前提，直接制備具有一定組成比例要求的碳酸二 乙酯和碳酸甲乙酯的混合酯產(chǎn)品，則可簡化生產(chǎn)和使用程序，降低資源和能源消耗。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種工藝簡單，成本低廉的利用酯交換法制備碳酸二乙酯和碳酸 甲乙酯混合酯的方法。
本發(fā)明制備碳酸二乙酯和碳酸甲乙酯混合P旨的方法，是以碳酸二甲酯和乙醇為原料，兩 種催化劑存在下在反應(yīng)精餾塔內(nèi)進行酯交換反應(yīng)得到。
本發(fā)明的制備碳酸二乙酯和碳酸甲乙酯混合酯的方法，原料由碳酸二甲酯和乙醇組成， 催化劑由甲醇鈉質(zhì)量百分數(shù)為20%的甲醇鈉—甲醇溶液和固體氧化鎂組成，乙醇按照質(zhì)量等 分為兩部分， 一部分與碳酸二甲酯和甲醇鈉一甲醇溶液混合后從塔頂加入到反應(yīng)精餾塔，另 一部分乙醇和固體氧化鎂直接從反應(yīng)精餾塔塔釜加入。
所述的固體氧化鎂是首先加入到反應(yīng)精餾塔的塔釜。 .
所述的碳酸二甲酯和乙醇的摩爾比為1: 1.2 1: 1.6，甲醇鈉一甲醇溶液的加入量是原 料碳酸二甲酯和乙醇總質(zhì)量的1.8% 2.3%，固體氧化鎂的加入量是原料碳酸二甲酯和乙醇 總質(zhì)量的0.1% 2.0%。
所述的反應(yīng)精餾塔塔釜溫度為105。C 115。C，操作壓力為常壓，回流比為4 15，原料 液在塔內(nèi)的停留時間為1.5 2.5小時，由塔釜得到的碳酸二乙酯和碳酸甲乙酯的混合酯。
所述的碳酸二乙酯和碳酸甲乙酯的混合酯中，碳酸二乙酯的質(zhì)量百分比為70% 85%， 碳酸甲乙酯的質(zhì)量百分比15% 30%。
上述的酯交換反應(yīng)實際上包括以下兩步進行
CH3OCOOCH3 + C2H5OH—CH3OCOOC2H5 + CH3OH (1)
CH3OCOOC2H5 + C2H5OH—C2H5OCOOC2H5 + CH3OH (2)
即在催化劑作用下，乙醇首先與碳酸二甲酯反應(yīng)生成碳酸甲乙酯和甲醇，然后碳酸甲乙 酯與乙醇繼續(xù)反應(yīng)生成碳酸二乙酯和甲醇。
本發(fā)明的獨特之處就在于通過控制原料液的配比，乙醇和催化劑的加入方式，以及塔釜 溫度的控制，回流比和原料液在塔內(nèi)停留時間的選擇，從而得到一定比例組成的碳酸二乙酯 和碳酸甲乙酯的混合酯產(chǎn)品。
使用本發(fā)明的碳酸二乙酯和碳酸甲乙酯混合酯替代當前涂料和油漆等行業(yè)的有機溶劑， 其配制的涂料或油漆性能能夠滿足各項性能指標，且由于碳酸二乙酯和碳酸甲乙酯的環(huán)境友 好性能，不會對環(huán)境造成污染，降低了對人類健康的危害。
具體實施例方式
以下將通過實施例對本發(fā)明做進一步的說明。 實施例1 :
按照摩爾比為l: 1.2的比例量取碳酸二甲酯和乙醇，然后將乙醇等質(zhì)量分為兩部分，一 部分與碳酸二甲酯和甲醇鈉一甲醇溶液混合后從塔頂加入到反應(yīng)精餾塔，其中甲醇鈉一甲醇
溶液的加入量是原料碳酸二甲酯和乙醇總質(zhì)量的2.0%，控制加入速度以保證上述液體在塔 內(nèi)的停留時間為1.5小時；另一部分乙醇則直接從塔釜加入。在上述原料液加入反應(yīng)精餾塔 之前，將固體氧化鎂加入到反應(yīng)精餾塔的塔釜，其加入量為原料碳酸二甲酯和乙醇總質(zhì)量的 2.0%。反應(yīng)精餾塔的其他操作條件為塔釜溫度控制在105。C,反應(yīng)精餾塔操作壓力為常壓， 回流比為4。在連續(xù)精餾操作下，由塔釜可得到碳酸二乙酯和碳酸甲乙酯的混合酯產(chǎn)品，其 中碳酸二乙酯的質(zhì)量百分比為70%，碳酸甲乙酯的質(zhì)量百分比30%。
實施例2:
按照摩爾比為l: 1.4的比例量取碳酸二甲酯和乙醇，然后將乙醇等質(zhì)量分為兩部分，一 部分與碳酸二甲酯和甲醇鈉一甲醇溶液混合后從塔頂加入到反應(yīng)精餾塔，其中甲醇鈉一甲醇
溶液的加入量是原料碳酸二甲酯和乙醇總質(zhì)量的2.3%，控制加入速度以保證上述液體在塔 內(nèi)的停留時間為2.0小時；另一部分乙醇則直接從塔釜加入。在上述原料液加入反應(yīng)精餾塔
之前，將固體氧化鎂加入到反應(yīng)精餾塔的塔釜，其加入量為原料碳酸二甲酯和乙醇總質(zhì)量的
1.0%。反應(yīng)精餾塔的其他操作條件為塔釜溫度控制在11(TC，反應(yīng)精餾塔操作壓力為常壓，
回流比為15。在連續(xù)精餾操作下，由塔釜可得到碳酸二乙酯和碳酸甲乙酯的混合酯產(chǎn)品，其 中碳酸二乙酯的質(zhì)量百分比為80%，碳酸甲乙酯的質(zhì)量百分比20%。 實施例3:
按照摩爾比為l: 1.6的比例量取碳酸二甲酯和乙醇，然后將乙醇等質(zhì)量分為兩部分，一 部分與碳酸二甲酯和甲醇鈉一甲醇溶液混合后從塔頂加入到反應(yīng)精餾塔，其中甲醇鈉一甲醇 溶液的加入量是原料碳酸二甲酯和乙醇總質(zhì)量的1.8%，控制加入速度以保證上述液體在塔
內(nèi)的停留時間為2.5小時；另一部分乙醇則直接從塔釜加入。在上述原料液加入反應(yīng)精餾塔 之前，將固體氧化鎂加入到反應(yīng)精餾塔的塔釜，其加入量為原料碳酸二甲酯和乙醇總質(zhì)量的 0.1%。反應(yīng)精餾塔的其他操作條件為塔釜溫度控制在115'C，反應(yīng)精餾塔操作壓力為常壓， 回流比為8。在連續(xù)精餾操作下，由塔釜可得到碳酸二乙酯和碳酸甲乙酯的混合酯產(chǎn)品，其
中碳酸二乙酯的質(zhì)量百分比為85%，碳酸甲乙酯的質(zhì)量百分比15%。
本發(fā)明提出的碳酸二乙酯和碳酸甲乙酯混合酯的制備方法，已通過較佳實施例子進行了 描述，相關(guān)技術(shù)人員明顯能在不脫離本發(fā)明內(nèi)容、精神和范圍內(nèi)對本文所述的方法進行改動 或適當變更與組合，來實現(xiàn)本發(fā)明技術(shù)。特別需要指出的是，所有相類似的替換和改動對本 領(lǐng)域技術(shù)人員來說是顯而易見的，他們都被視為包括在本發(fā)明精神、范圍和內(nèi)容中。
權(quán)利要求
1. 一種制備碳酸二乙酯和碳酸甲乙酯混合酯的方法，原料由碳酸二甲酯和乙醇組成，催化劑由甲醇鈉質(zhì)量百分數(shù)為20％的甲醇鈉—甲醇溶液和固體氧化鎂組成，其特征是乙醇按照質(zhì)量等分為兩部分，一部分與碳酸二甲酯和甲醇鈉—甲醇溶液混合后從塔頂加入到反應(yīng)精餾塔，另一部分乙醇和固體氧化鎂直接從反應(yīng)精餾塔塔釜加入。
2. 如權(quán)利要求1所述的制備碳酸二乙酯和碳酸甲乙酯混合酯的方法，其特征是所述的固體氧化鎂是首先加入到反應(yīng)精餾塔的塔釜，
3. 如權(quán)利要求1所述的制備碳酸二乙酯和碳酸甲乙酯混合酯的方法，其特征是所述的碳酸二甲酯和乙醇的摩爾比為1: 1.2 1: 1.6，甲醇鈉一甲醇溶液的加入量是原料碳酸二甲酯和乙醇總質(zhì)量的1.8% 2.3%，固體氧化鎂的加入量是原料碳酸二甲酯和乙醇總質(zhì)量 的0.1% 2.0%。
4. 如權(quán)利要求1所述的制備碳酸二乙酯和碳酸甲乙酯混合酯的方法，其特征是所述的反應(yīng) 精餾塔塔釜溫度為105'C 115'C，操作壓力為常壓，回流比為4 15，原料液在塔內(nèi)的 停留時間為1.5 2.5小時，由塔釜得到碳酸二乙酯和碳酸甲乙酯的混合酯。
5. 如權(quán)利要求4所述的制備碳酸二乙酯和碳酸甲乙酯混合酯的方法，其特征是所述的碳酸 二乙酯和碳酸甲乙酯的混合酯中，碳酸二乙酯的質(zhì)量百分比為70% 85%，碳酸甲乙 酯的質(zhì)量百分比15% 30%。
全文摘要
本發(fā)明涉及制備碳酸二乙酯和碳酸甲乙酯混合酯的方法，原料由碳酸二甲酯和乙醇組成，催化劑由甲醇鈉質(zhì)量百分數(shù)為20％的甲醇鈉-甲醇溶液和固體氧化鎂組成，乙醇按照質(zhì)量等分為兩部分，一部分與碳酸二甲酯和甲醇鈉-甲醇溶液混合后從塔頂加入到反應(yīng)精餾塔，另一部分乙醇和固體氧化鎂直接從反應(yīng)精餾塔塔釜加入。碳酸二甲酯和乙醇的摩爾比為1∶1.2～1∶1.6，甲醇鈉-甲醇溶液的加入量是原料碳酸二甲酯和乙醇總質(zhì)量的1.8％～2.3％，固體氧化鎂的加入量是原料碳酸二甲酯和乙醇總質(zhì)量的0.1％～2.0％。本發(fā)明通過控制原料液的配比，乙醇和催化劑的加入方式，以及塔釜溫度的控制等條件的選擇，得到一定比例組成的碳酸二乙酯和碳酸甲乙酯的混合酯產(chǎn)品。
文檔編號C07C69/00GK101381308SQ20081015243
公開日2009年3月11日 申請日期2008年10月22日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月22日
發(fā)明者劉涉江, 王紅星 申請人:天津大學