[发明专利]一种采用酯交换法合成乙二醇二乙酸酯的方法

说明书

技术领域

本发明属于有机化合物合成领域，尤其涉及一种采用酯交换法合成乙二醇二乙酸酯的方法。 

背景技术

乙二醇二乙酸酯(EGDA)，又名乙二醇二乙酸酯，二乙酸乙二醇酯，为无色液体，沸点190.2℃，是高效、安全无毒的环保型有机溶剂。广泛用于制药工业；铸造树脂有机酯固化剂；也作为各种有机树脂特别是硝化纤维素的优良溶剂，和皮革光亮剂的原料；在油漆涂料中作为硝基喷漆、印刷油墨、纤维素酯、荧光涂料的溶剂。 

乙二醇二乙酸酯合成的传统方法有乙酸盐酯化法、环氧乙烷与乙酸催化加成法、乙二醇和乙酸直接酯化法。乙酸盐酯化法采用1，2-二溴乙烷与乙酸钾反应，用吡啶、乙酸作催化剂。该反应酯化产率为55％～61％，反应时间长，原料价格高，毒性大，不利于工业化生产。环氧乙烷与乙酸催化加成法，反应混合物组成简单，产品分离和控制也较容易，但反应条件苛刻，环氧乙烷危险性大，且醋酸对设备腐蚀严重。乙二醇和乙酸直接酯化法是目前工业上普遍采用的方法，它以甲苯为脱水剂，采用Lewis酸催化剂，该方法的缺点是产生含酸废水，对设备腐蚀和环境污染严重。针对EDGA合成的传统方法存在的缺陷，中国专利CN 103183609提出了酯交换合成法，即：以乙酸仲丁酯和乙二醇为原料，在碱性催化剂的作用下，合成乙二醇单乙酸酯和乙二醇二乙酸酯。该工艺包括初步酯交换、打破酯交换化学反应平衡、末期酯交换反应及产物分离提纯等步骤。该方法原料价格低，反应条件温和，而且反应的另一种产物仲丁醇也是一种重要的化工原料，生产过程不产生废水，设备无腐蚀，是环境友好的绿色合成工艺。但该方法在初步酯交换过程中，未及时移除系统生成的仲丁醇，从而使得反应转化率低、反应时间长；在打破酯交换化学平衡阶段，要分批次地检测馏出物的乙酸仲丁酯的量，并补加馏出量1-4倍的乙酸仲丁酯。这种操使得生产过程操作复杂，且间歇地补加乙酸仲丁酯，使得反应体系温度不稳定，生产过程难控制；在乙二醇单乙酸酯和乙二醇二乙酸酯的分离过程中，采用苯、甲苯或二甲苯中的一种或多种作为萃取剂，萃取剂毒性大；在仲丁醇的分离提纯过程中，未考虑仲丁醇和醋酸仲丁酯的共沸。由于仲丁醇和醋酸仲丁酯在仲丁醇含量86.3％(wt)时存在共沸现象，所以采用常规精馏得不到99％的仲丁醇产品。 

发明内容

本发明针对现有技术存在的缺陷，提供种采用酯交换法合成乙二醇二乙酸酯的方法，本发明的原料价格低、反应条件温和、反应速度快、产品收率高、操作简单、生产设备能实现自动控制、设备无腐蚀，对环境无污染的绿色合成工艺。 

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案： 

一种采用反应精馏技术合成乙二醇二乙酸酯的方法，以乙酸仲丁酯和乙二醇为原料，在碱性催化剂存在下，通过酯交换生产乙二醇二乙酸酯，副产物为乙二醇单乙酸酯，具体包括以下步骤： 

⑴将碱性催化剂、乙二醇和乙酸仲丁酯按照摩尔比0.003-0.015：1：0.5-1.2加到带有精馏塔和搅拌器的蒸馏釜，加热至塔顶温度稳定后，以回流比5-12：1采出仲丁醇和乙酸仲丁酯的共沸物，同时连续加入其余的乙酸仲丁酯。 

⑵乙酸仲丁酯的总加入量为乙二醇的3-5倍(摩尔比)，在乙酸仲丁酯的加料过程中，使塔釜温度保持120-140℃，乙酸仲丁酯的加入速度通过塔釜温度来控制，加料时间持续1-2小时。 

⑶加料完成后，继续反应和采出直至塔釜温度升至180℃，持续时间为3-5小时，塔釜是乙二醇二乙酸酯、乙二醇单乙酸酯和未完全反应的乙二醇，其中乙二醇二乙酸酯的含量大于90％。 

⑷塔釜物料经减压精馏分离可得含量98％以上的乙二醇二乙酸酯，塔顶采出的仲丁醇和乙酸仲丁酯的共沸物经萃取精馏，可得含量99％以上的乙酸仲丁酯和仲丁醇。 

而且，所述的碱性催化剂为：Na₂CO₃，K₂CO₃，CH₃ONa，C2H₅ONa，CaO，MgO，负载在Al2O3上的KOH和NaOH。 

而且，优选碱性催化剂为CH₃ONa。 

本发明的优点和积极效果是： 

本发明乙二醇二乙酸酯收率可达90％以上，具有转化率高、反应条件温和、收率高、无腐蚀、无环境污染等优点。 

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明进一步说明；下述实施例是说明性的，不是限定性的，不能以下述实施例来限定本发明的保护范围。 

实施例1