一种碳酸二乙脂以及碳酸甲乙脂的制备方法
【专利摘要】本发明涉及化工产品生产领域，特别涉及一种碳酸二乙脂以及碳酸甲乙脂的制备方法，包括以下步骤：将原材料碳酸二甲脂、无水乙醇以及催化剂连续加入第一精馏塔中进行反应精馏，塔釜温度控制在80-100℃；将第一精馏塔的塔釜出来的物质加入第二精馏塔进行反应精馏，塔釜温度控制在115-130℃，得到产物碳酸二乙脂；将第二精馏塔的塔顶出来的物质加入第三精馏塔进行反应精馏，塔釜温度控制在100-115℃，得到产物碳酸甲乙脂（EMC）。本发明提供的制备方法，采用连续反应精馏技术制备碳酸二乙脂以及碳酸甲乙脂，精馏塔的操作比、回流比等参数一经确定整个操作过程中不用更改，只要控制好进料即可，因此能耗比较低。
【专利说明】一种碳酸二乙脂以及碳酸甲乙脂的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及化工产品生产领域，具体而言，涉及一种碳酸二乙脂以及碳酸甲乙脂的制备方法。
【背景技术】
[0002]碳酸二乙脂以及碳酸甲乙脂是市场前景非常广泛的化工产品，现在普遍采用的制备方法是以碳酸二甲脂(DMC)和甲醇为原料采用间歇反应精馏技术制备碳酸二乙脂以及碳酸甲乙脂，这种间歇精馏的制备方法由于原料分批投入精馏塔中，塔釜产物降至一定值之后将其一次性排出，因此在实际制备碳酸二乙脂以及碳酸甲乙脂的过程中，如要保持塔顶产物组分纯度不变，就要不断增大回流比，能耗也随之变大。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种碳酸二乙脂以及碳酸甲乙脂的制备方法，以解决上述的问题。
[0004]在本发明的实施例中提供了一种碳酸二乙脂以及碳酸甲乙脂的制备方法，包括以下步骤:
[0005]Ca)将原材料碳酸二甲脂(DMC)、无水乙醇(EA)以及催化剂连续加入第一精馏塔中进行反应精馏，第一精馏塔的塔釜温度控制在80-100°C ；
[0006](b)将第一精馏塔的塔釜出来的物质加入第二精馏塔进行反应精馏，第二精馏塔的塔釜温度控制在115-130°C ;第二精馏塔的塔釜得到产物碳酸二乙脂(DEC)；
[0007](c)将第二精馏塔的塔顶出来的物质加入第三精馏塔进行反应精馏，第三精馏塔的塔釜温度控制在100_115°C ;第三精馏塔的塔釜得到产物碳酸甲乙脂(EMC)。
[0008]优选地，第一精馏塔的塔顶温度控制在63_65°C。
[0009]优选地，第二精馏塔的塔顶温度控制在95-110°C。
[0010]优选地，第三精馏塔的塔顶温度控制在85_100°C。
[0011]优选地，步骤(a)中，原材料碳酸二甲脂(DMC)与无水乙醇(EA)的质量比例在1:1-0.5 之间。
[0012]优选地，催化剂与原材料进料的质量比例为0.5-5:100。
[0013]优选地，第一精馏塔的塔顶回流比为2-5。
[0014]优选地，第一精馏塔的塔顶回流比为2-5。
[0015]优选地，第一精馏塔的塔顶回流比为2-5。
[0016]本发明实施例提供的一种碳酸二乙脂以及碳酸甲乙脂的制备方法，与现有技术中的制备碳酸二乙脂以及碳酸甲乙脂的方法相比，其采用连续反应精馏技术制备碳酸二乙脂以及碳酸甲乙脂，精馏塔的操作比、回流比等参数一经确定整个操作过程中不用更改，只要控制好进料即可，因此能耗比较低，本发明实施例的制备方法原理为:利用原材料DMC与EA进行酯交换反应，生成碳酸二乙脂、碳酸甲乙脂以及副产物甲醇(ME)，由于自身化学反应平衡的限制，副产物甲醇质量百分含量在总产物含量中约占15%-20%左右。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1示出了本发明实施例中碳酸二乙酯以及碳酸二甲酯的制备流程图；
[0018]附图标记:1第一精馏塔，2第二精馏塔，3过滤器，4第三精馏塔。
【具体实施方式】
[0019]下面通过具体的实施例子并结合附图对本发明做进一步的详细描述。
[0020](a)将原材料碳酸二甲脂(DMC)、无水乙醇(EA)以及催化剂连续加入第一精馏塔I中进行反应精馏，第一精馏塔I的塔釜温度控制在80-100°C ；
[0021](b)将第一精馏塔I的塔釜出来的物质加入第二精馏塔2进行反应精馏，第二精馏塔2的塔釜温度控制在115-130°C ;第二精馏塔2的塔釜得到产物碳酸二乙脂(DEC)；
[0022](C)将第二精馏塔2的塔顶出来的物质加入第三精馏塔4进行反应精馏，第三精馏塔4的塔釜温度控制在100-115°C ;第三精馏塔4的塔釜得到产物碳酸甲乙脂(EMC)。
[0023]如图1所示，本发明实施例的制备方法采用连续反应精馏技术制备碳酸二乙脂以及碳酸甲乙脂，整个操作过程中精馏塔的操作比、回流比等参数一经确定不用更改，只要控制好进料即可，因此能耗比较低，精馏塔操作的进料比以及回流比按照一般正常操作时的数值确定，保证气液两相能够实现传质得到最终产品即可。
[0024]优选地，步骤(a)中第一精馏塔I的塔顶温度控制在63_65°C，塔顶采出的轻组分主要是甲醇和DMC的共沸物，塔底采出的重组分主要是DEC、EMC，当塔底温度较低时还会含有少量EA、甲醇和DMC，控制塔顶温度主要是为了更好的分离轻组分，保证产物的纯度。
[0025]优选地，步骤(b)中第二精馏塔2的塔顶温度控制在95-1IO0C，塔顶采出的轻组分主要是EMC、EA、甲醇和DMC，塔釜的重组分为产物DEC，控制塔顶温度主要是为了更好的分离轻组分，提高产物DEC纯度。
[0026]优选地，步骤(c)中所述第三精馏塔4的塔顶温度控制在85_100°C，塔顶采出的轻组分主要是塔顶甲醇、EA和DMC，轻组分最好返回第一精馏塔进行进一步反应，塔釜得到产物 EMC。
[0027]优选地，步骤(a)中，原材料碳酸二甲脂(DMC)与无水乙醇(EA)的质量比例在1:1-0.5之间，当碳酸二甲酯与乙醇质量比为1:0.5时，乙醇反应较完全，碳酸二甲酯剩余较多，产物碳酸甲乙酯含量高，碳酸二乙酯较少，而当碳酸二甲酯与乙醇质量比为1:1时，碳酸二甲酯反应较完全，乙醇剩余较多，产物碳酸二乙酯含量高，碳酸甲乙酯较少，因此进料比在这个范围之内能使两种产物的比例平衡。
[0028]优选地，步骤(a)中，催化剂与原材料进料的质量比例为0.5-5:100，催化剂的用量太低起不到催化的作用，而在满足一定的原材料转化率条件下，增加催化剂用量会提高成本还会增加后续催化剂分离的难度。
[0029]优选地，步骤(a)中，第一精馏塔I的塔顶回流比为2-5，当回流比太低时第一精馏塔的塔顶中的EA含量太高，当回流比太高时能耗太大。
[0030]优选地，步骤(b)中，第二精馏塔2的塔顶回流比为2-5，回流比低于2时，第二精馏塔的塔顶碳酸二乙酯含量太高，当回流比太高时能耗太大。[0031]优选地，步骤(c)中，第三精馏塔4的塔顶回流比为2-5，回流比低于2时，第三精馏塔的塔顶碳酸甲乙酯含量太高，当回流比太高时能耗太大。
[0032]优选地，在步骤(a)与步骤(b)之间增加以下步骤，将第一精馏塔I的塔釜出来的物质先进入过滤器3进行过滤用于催化剂的分离再进入第二精馏塔2进行反应精馏，过滤器3最好用金属烧结过滤器，这种过滤器环保、使用时间长而且过滤效果好能很好的过滤催化剂，实现催化剂的分离。
[0033]实施例1:
[0034]将原材料碳酸二甲脂(DMC)、无水乙醇(EA)以质量比例3:1，催化剂与原材料质量比例10:100连续加入第一精馏塔中进行反应精馏，第一精馏塔的塔釜温度控制在80°C ；
[0035]将第一精馏塔的塔釜出来的物质加入第二精馏塔进行反应精馏，第二精馏塔的塔釜温度控制在115°C ;第二精馏塔的塔釜得到产物碳酸二乙脂(DEC)；
[0036]将第二精馏塔的塔顶出来的物质加入第三精馏塔进行反应精馏，第三精馏塔的塔釜温度控制在100°c ;第三精馏塔的塔釜得到产物碳酸甲乙脂(EMC)。
[0037]原材料碳酸二甲酯过量导致塔顶的轻组分中DMC含量高，产物中EMC质量百分含量在40%，DEC质量百分含量10%，副产物甲醇33%，另外产物中还含有17%EA、DMC以及ME的混合物，塔底产物中含有催化剂需进一步分离。
[0038]实施例2:
[0039]将原材料碳酸二甲脂(DMC)、无水乙醇(EA)以质量比例1:0.5，催化剂与原材料质量比例1:200连续加入第一精馏塔中进行反应精馏，第一精馏塔的塔釜温度控制在100°C，第一精馏塔的塔顶温度控制在63°C ；
[0040]将第一精馏塔的塔釜出来的物质加入第二精馏塔进行反应精馏，第二精馏塔的塔釜温度控制在130°C ;第二精馏塔的塔釜得到产物碳酸二乙脂(DEC)；
[0041]将第二精馏塔的塔顶出来的物质加入第三精馏塔进行反应精馏，第三精馏塔的塔釜温度控制在115°C ; 第三精馏塔的塔釜得到产物碳酸甲乙脂(EMC)。
[0042]原材料碳酸二甲酯稍微过量，产物中EMC质量百分含量在45%，DEC质量百分含量15%，副产物甲醇36%，另外产物中还含有4%EA、DMC以及ME的混合物塔底产物中含有催化剂需进一步分离。
[0043]实施例3
[0044]将原材料碳酸二甲脂(DMC)、无水乙醇(EA)以质量比例1: 1，催化剂与原材料质量比例1:20连续加入第一精馏塔中进行反应精馏，第一精馏塔的塔釜温度控制在90°C，第一精馏塔的塔顶温度控制在65°C ；
[0045]将第一精馏塔的塔釜出来的物质加入第二精馏塔进行反应精馏，第二精馏塔的塔釜温度控制在120°C，第二精馏塔的塔顶温度控制在95°C，第二精馏塔的塔釜得到产物碳酸二乙脂(DEC)；
[0046]将第二精馏塔的塔顶出来的物质加入第三精馏塔进行反应精馏，第三精馏塔的塔釜温度控制在110°C ;第三精馏塔的塔釜得到产物碳酸甲乙脂(EMC)。
[0047]原材料中乙醇过量，产物中EMC质量百分含量在12%，DEC质量百分含量37%，副产物甲醇45%，另外产物中还含有6%EA、DMC以及ME的混合物，塔底产物中含有催化剂需进一步分离。[0048]实施例4
[0049]将原材料碳酸二甲脂(DMC)、无水乙醇(EA)以质量比例1:0.8，催化剂与原材料质量比例1:25连续加入第一精馏塔中进行反应精馏，第一精馏塔的塔釜温度控制在95°C，第一精馏塔的塔顶温度控制在64°C，回流比为2 ；
[0050]将第一精馏塔的塔釜出来的物质加入第二精馏塔进行反应精馏，第二精馏塔的塔釜温度控制在118°C，第二精馏塔的塔顶温度控制在110°C ;第二精馏塔的塔釜得到产物碳酸二乙脂(DEC)；
[0051]将第二精馏塔的塔顶出来的物质加入第三精馏塔进行反应精馏，第三精馏塔的塔釜温度控制在108°C，第三精馏塔的塔顶温度控制在85°C;第三精馏塔的塔釜得到产物碳酸甲乙脂(EMC)。
[0052]产物中EMC质量百分含量在18%，DEC质量百分含量41%，副产物甲醇41%，塔底产物中含有催化剂需进一步分离。
[0053]实施例5
[0054]将原材料碳酸二甲脂(DMC)、无水乙醇(EA)以质量比例1:0.8，催化剂与原材料质量比例1:25连续加入第一精馏塔中进行反应精馏，第一精馏塔的塔釜温度控制在95°C，第一精馏塔的塔顶温度控制在64°C，回流比为2 ；
[0055]将第一精馏 塔的塔釜出来的物质先进入过滤器用于催化剂的分离后再进入第二精馏塔进行反应精馏，第二精馏塔的塔釜温度控制在118°C，第二精馏塔的塔顶温度控制在100°C，回流比为5 ;第二精馏塔的塔釜得到产物碳酸二乙脂(DEC)；
[0056]将第二精馏塔的塔顶出来的物质加入第三精馏塔进行反应精馏，第三精馏塔的塔釜温度控制在108°C，第三精馏塔的塔顶温度控制在100°C，回流比为3 ;第三精馏塔的塔釜得到产物碳酸甲乙脂(EMC)。
[0057]产物中EMC质量百分含量在19%，DEC质量百分含量40%，副产物甲醇41%。
[0058]实施例6
[0059]将原材料碳酸二甲脂(DMC)、无水乙醇(EA)以质量比例1:0.8，催化剂与原材料质量比例1:25连续加入第一精馏塔中进行反应精馏，第一精馏塔的塔釜温度控制在95°C，第一精馏塔的塔顶温度控制在64°C，回流比为5 ；
[0060]将第一精馏塔的塔釜出来的物质先进入金属烧结过滤器用于催化剂的分离后再进入第二精馏塔进行反应精馏，第二精馏塔的塔釜温度控制在118°C，第二精馏塔的塔顶温度控制在105°C，回流比为3 ;第二精馏塔的塔釜得到产物碳酸二乙脂(DEC)；
[0061]将第二精馏塔的塔顶出来的物质加入第三精馏塔进行反应精馏，第三精馏塔的塔釜温度控制在108°C，第三精馏塔的塔顶温度控制在92°C，回流比为4 ;第三精馏塔的塔釜得到产物碳酸甲乙脂(EMC)。
[0062]产物中EMC质量百分含量在18%，DEC质量百分含量41%，副产物甲醇41%。
[0063]实施例7
[0064]以产品组成:产物中EMC质量百分含量18%，DEC质量百分含量41%，副产物甲醇41%为例，现将本发明的制备方法与现有技术的制备方法在生产同样的产品情况下的能耗进行对比:具体见下表1:
[0065]表1能耗比较表
【权利要求】
1.一种碳酸二乙脂以及碳酸甲乙脂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤: Ca)将原材料碳酸二甲脂(DMC)、无水乙醇(EA)以及催化剂连续加入第一精馏塔中进行反应精馏，所述第一精馏塔的塔釜温度控制在80-100°C ； (b)将所述第一精馏塔的塔釜出来的物质加入第二精馏塔进行反应精馏，所述第二精馏塔的塔釜温度控制在115-130°C ;所述第二精馏塔的塔釜得到产物碳酸二乙脂(DEC)； (c)将所述第二精馏塔的塔顶出来的物质加入第三精馏塔进行反应精馏，所述第三精馏塔的塔釜温度控制在100-115°C ;所述第三精馏塔的塔釜得到产物碳酸甲乙脂(EMC)。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(a)中所述第一精馏塔的塔顶温度控制在63-65 °C。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(b)中所述第二精馏塔的塔顶温度控制在95-110°C。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(c)中所述第三精馏塔的塔顶温度控制在85-100°C。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(a)中，原材料碳酸二甲脂(DMC)与无水乙醇(EA)的质量比例在1:1-0.5之间。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(a)中，所述催化剂与所述原材料进料的质量比例为0.5-5:100。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(a)中，所述第一精馏塔的塔顶回流比为2-5。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(b)中，所述第二精馏塔的塔顶回流比为2-5。
9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(c)中，所述第三精馏塔的塔顶回流比为2-5。
10.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤(a)与步骤(b)之间增加以下步骤，将所述第一精馏塔的塔釜出来的物质先进入过滤器进行过滤用于催化剂的分离再进入所述第二精馏塔进行反应精馏。
【文档编号】C07C69/96GK103804124SQ201410076692
【公开日】2014年5月21日 申请日期:2014年3月4日 优先权日:2014年3月4日
【发明者】于海明, 韩晔, 丁伟涛, 贾风雷, 郭建军, 胡强, 冯杰, 张良宾, 杨鹏飞, 郝春明 申请人:东营石大胜华新材料有限公司, 山东石大胜华化工集团股份有限公司