[发明专利]生产草酸二甲酯的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种生产草酸二甲酯的方法。

背景技术

草酸及草酸酯是重要的有机化工原料，大量用于精细化工制备各种染料医药、重要的溶剂、萃取剂以及各种中间体。进入21世纪，草酸酯作为可降解的环保型工程塑料单体而受到国际上广泛的重视。此外，草酸酯低压加氢可制备重要的化工原料乙二醇，常压可水解制得草酸，常压氨解可得优质化肥草酰胺。草酸酯还可以用作溶剂，生产医药和医药中间体等，例如与脂肪酸酯、环己乙酰苯、胺基醇以及许多杂环化合物进行各种缩合反应。它还可以合成在医药上用作激素的胸腺碱一氧化碳液相法合成草酸酯条件比较苛刻，反应在高压下进行，液相体系易腐蚀设备，且反应过程中催化剂易流失。20世纪60年代中期，美国Union Oil Company的Donald M.Fenton等在研究铂族金属液相催化反应时，发现在氧化气氛中，在反应体系中加入一种铁盐或铜盐作为氧化还原剂，乙烯、一氧化碳和甲醇发生氧化偶联反应生成丁二酸酯。同时发现若从反应体系中除掉乙烯，则生成草酸酯。由于在氧化气氛中反应，反应过程的安全性要求很高。

发明内容

本发明的目的是提供一种安全的生产草酸二甲酯的方法。

本发明所提供的生产草酸二甲酯的方法，包括如下步骤：

第一步：NO和O₂在0.1～0.3Mpa、20～50℃进行反应，生成N₂O₃；

第二步：N₂O₃进入反应精馏塔内在0.1～0.3Mpa、40～80℃与甲醇反应生成亚硝酸甲酯，收集气态亚硝酸甲酯；

第三步：亚硝酸甲酯与CO在钯催化剂上反应生成草酸二甲酯和NO，冷凝、进行气液分离，得到草酸二甲酯，NO气体至第一步循环利用。

本发明的生产草酸二甲酯的方法，其中：NO、O₂、CO、甲醇的摩尔比为(4～5)∶(0.5～1)∶(6～10)∶(20～80)。

本发明的生产草酸二甲酯的方法，避免纯氧气与甲醇直接混合，减少安全风险。第一步中增加氧气的反应时间，确保氧气完全反应，防止微量氧气混在亚硝酸甲酯中，进入草酸二甲酯反应器中发生副反应，造成飞温烧毁催化剂。

具体实施方式

实施例1、

第一步：4摩尔NO和0.5摩尔O₂在0.3Mpa、50℃进行反应，生成N₂O₃。

第二步：N₂O₃进入反应精馏塔内，在0.1Mpa、40℃下，与20摩尔甲醇反应生成亚硝酸甲酯和水，利用精馏塔顶的冷冻盐水使气体内的水凝结，获得亚硝酸甲酯。

第三步：亚硝酸甲酯与6摩尔CO在钯催化剂上反应生成草酸二甲酯和NO，通过冷凝器和气液分离器分离出草酸二甲酯，NO气体至第一步循环利用。

以CO计算，草酸二甲酯的收率达到94％。

实施例2、

第一步：5摩尔NO和1摩尔O₂在0.1Mpa、20℃进行反应，生成N₂O₃。

第二步：N₂O₃进入反应精馏塔内，在0.3Mpa、70℃下，与80摩尔甲醇反应生成亚硝酸甲酯和水，利用精馏塔顶的冷冻盐水使气体内的水凝结，获得亚硝酸甲酯。

第三步：亚硝酸甲酯与8摩尔CO在钯催化剂上反应生成草酸二甲酯和NO，通过冷凝器和气液分离器分离出草酸二甲酯，NO至第一步循环利用。

以CO计算，草酸二甲酯的收率达到92％。

实施例3、

第一步：4摩尔NO和1摩尔O₂在0.1Mpa、50℃进行反应，生成N₂O₃。

第二步：N₂O₃进入反应精馏塔内，在0.3Mpa、80℃下，与55摩尔甲醇反应生成亚硝酸甲酯和水，利用精馏塔顶的冷冻盐水使气体内的水凝结，获得亚硝酸甲酯。

第三步：亚硝酸甲酯与10摩尔CO在钯催化剂上反应生成草酸二甲酯和NO，通过冷凝器和气液分离器分离出草酸二甲酯，NO至第一步循环利用。

以CO计算，草酸二甲酯的收率达到96％。

以上的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。