[发明专利]离子液体作用下催化合成对苯二甲酸二异辛酯的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种离子液体作用下催化合成对苯二甲酸二异辛酯的方法。

背景技术

对苯二甲酸二异辛酯是近年发展起来的聚氯乙烯(PVC)新型绿色增塑剂，它以其高绝缘、低挥发、耐热、耐寒、抗抽出、柔软性好，与PVC树脂有良好的相容性等优点而越来越引起塑料行业的重视，已成为邻苯二甲酸二异辛酯(DOP)的最重要的替代品。

以对苯二甲酸(PTA)和异辛醇(2-乙基己醇，2-EH)为原料进行酯化反应是一条合成DOTP的最主要生产路线。

中国发明专利“对苯二甲酸和辛醇制备对苯二甲酸二辛酯增塑剂的工艺”(专利号ZL200410021429.5)，公开了一种以苯二甲酸和2-乙基己醇(异辛醇)为原料、以乙酸钴和乙酸锌以及钛酸四丁酯联合催化酯化反应制备对苯二甲酸二辛酯增塑剂的工艺。

中国发明专利“多品种、低消耗增塑剂生产方法”(专利号ZL03113054.2)，公开了一种利用同一套间歇式设备生产多个品种增塑剂的方法，所用的催化剂有钛酸四丁酯、钛酸四异丙酯、钛酸四丁酯与钛酸四异丙酯复合催化剂、固体超强酸以及氧化亚锡、草酸亚锡、氧化铝、偏铝酸钠等固体酸。

中国发明专利申请号200810020424.9，题名“合成对苯二甲酸二辛酯的高效催化剂”，公开了一种以钛金属化合物、锡金属化合物和其它金属化合物组成的复合催化剂。

中国发明专利申请号200810020588.6，题名“增塑剂生产酯化工序催化剂氧化亚锡的使用方法”，公开了一种将氧化亚锡喷涂到反应器内壁及内盘管壁上的方法，使用该方法后生产过程中就无需再添加催化剂。

以上发明专利均未涉及以离子液体作为酯化反应的助催化剂和增溶剂合成对苯二甲酸二异辛酯。

由于PTA与异辛醇基本不互溶，是一个典型的非均相酯化反应，反应速率慢，反应时间长。目前工业生产上大都采用钛酸酯作为催化剂，反应时间至少要5小时以上，这成为一个制约DOTP产业发展的瓶颈。近年来虽然研究开发了许多新的催化剂，但PTA与异辛醇不相溶的问题却一直没有得到重视和研究，也未见有相关的合成技术报道，因此合成反应时间长的问题至今未得到解决。

发明内容

本发明的目的是提供一种在离子液体作用下催化合成对苯二甲酸二异辛酯的新方法。本发明的合成方法具有反应速度快、转化率高、离子液体可重复使用、无污染、绿色环保的特点。

为实现上述目的，本发明的解决方案是：

一种酯化合成对苯二甲酸二异辛酯的方法，以对苯二甲酸(PTA)和2-乙基己醇(异辛醇)为原料，以钛酸四丁酯为主催化剂、以季铵盐离子液体为助催化剂和增溶剂，通过酯化反应合成对苯二甲酸二异辛酯(DOTP)。

所述的对苯二甲酸与2-乙基己醇的摩尔比为1∶2.6-2.9，钛酸四丁酯的加入量为原料总质量的0.3-0.8％，离子液体的加入量为原料总质量的3-10％。

所述季铵盐离子液体为：阳离子包括二乙基铵、三乙基铵、三丁基铵和三辛基铵，阴离子为硫酸氢根。

所述季铵盐离子液体的制备步骤为：在冰浴中按摩尔比1∶1的比例将浓硫酸逐滴加到有机胺水溶液中并搅拌反应2小时，再保温2小时，然后在70℃下旋转蒸发除去大部分的水，再经真空干燥，制得季铵盐离子液体。

所述的有机胺优选采用正丁胺、三乙胺、三辛胺中的一种。

所述的酯化合成的反应温度为210-230℃，反应时间为2-3小时。

所述的酯化合成的反应装置带有分水器，反应过程将反应产物水不断蒸出。

所述的酯化反应结束后，要趁热蒸出多余的异辛醇。

所述的异辛醇蒸出后，将温度降到150℃，趁热分液分离上下层，下层主要为离子液体催化剂，可直接套用到下次合成反应中继续作为催化剂，对上层进行简单中和精制即可得产品对苯二甲酸二异辛酯。

所述的简单中和精制是指采用5-10％的碳酸钠水溶液对上层进行中和水洗。