[发明专利]一种由酯交换路径合成草酸对称酯的工艺

权利要求书

1.一种由酯交换路径合成草酸对称酯的工艺，其特征在于，所述工艺使用一种高效的固体碱催化剂催化草酸二甲酯和各种醇通过酯交换反应合成不同草酸酯，包括一步法合成草酸酯反应方程式如下所示：

CH₃OOCCOOCH₃+2 ROH→ROOCCOOR + 2 CH₃OH（1）；

其中ROH可为乙醇、丙醇、丁醇等各种高碳醇；

以制备草酸二甲酯和乙醇酯交换制备草酸二乙酯为例：

催化精馏装置采用草酸二甲酯和乙醇为原料，反应生成草酸二乙酯和甲醇物质的量比为1：2，蒸出的乙醇循环利用；反应方程式如下：

CH₃OOCCOOCH₃+2 CH₃CH₂OH→CH₃CH₂OOCCOOCH₂CH₃ + 2 CH₃OH （2）；

反应釜精馏装置采用反应原料为草酸二甲酯和过量乙醇混合物，在加热和剧烈磁力搅拌下，反应原料混合物和催化剂在反应釜内充分反应，生成的甲醇逐步分离出体系，使草酸二甲酯反应完全，得到高纯草酸二乙酯，当催化剂为固体催化剂时，反应结束后，趁热过滤，将固体催化剂回收；当催化剂为均相催化剂时反应结束后，降温结晶，催化剂水洗分离。

2.根据权利要求1所述的一种由酯交换路径合成草酸对称酯的工艺，其特征在于，所述制备草酸二乙酯的催化精馏工艺，其草酸二乙酯生产工艺，包括：原料草酸二甲酯和乙醇混合物由计量泵P-1经预热器V-1预热后，进入第一反应精馏塔T1；原料草酸二甲酯和乙醇混合物在第一反应精馏塔中部的催化剂部分发生反应，在第一反应精馏塔中，草酸二甲酯与乙醇充分反应，草酸二甲酯被大大消耗，得到的第一混合物包括草酸甲乙酯、少量未反应完的乙醇、草酸二乙酯和甲醇；第一反应精馏塔塔顶部出来的轻组分仅为甲醇，经E-1冷凝器冷凝后得到高纯度甲醇精品；第一反应精馏塔釜底出来的重组分为：草酸甲乙酯、草酸二乙酯和少部分草酸二甲酯和乙醇经由冷凝器E-2冷凝后进入V-3预热罐预热再由P-3计量泵泵入第二反应精馏塔T2，同时原料乙醇由计量泵P-2经预热器V-2预热后，进入第二反应精馏塔T2；第二反应精馏塔塔顶部出来的轻组分仅为甲醇，经E-3冷凝器冷凝后得到高纯度甲醇精品；第二反应精馏塔釜底出来的重组分为：草酸二乙酯和乙醇经由冷凝器E-4冷凝后进入加压精馏塔T3；随着反应物草酸二乙酯大大生成和甲醇的蒸出，反应往正反应方向进行；进入加压精馏塔T3的组分在高压下得以分离，轻组分乙醇经E-5冷凝器冷凝后重新回到T1第一反应精馏塔参与反应，大量的草酸二乙酯经E-6冷凝器冷凝，得到高纯度的草酸二乙酯精品。

3.根据权利要求1所述的一种由酯交换路径合成草酸对称酯的工艺，其特征在于，该工艺所用催化剂为一种多功能复合碱性材料，催化剂载体为具有介孔和微孔结构的分子筛，负载一种或多种金属元素作为活性组分；其使用量为所述原料总质量的0.3％～5％。

4.根据权利要求1所述的一种由酯交换路径合成草酸对称酯的工艺，其特征在于，所述原料乙醇和草酸二甲酯摩尔比1:1-20:1，用计量泵泵打液体进料，预热罐V1温度为40-100℃，同时用计量泵泵打液体原料乙醇进料，预热罐V2温度为25-60 ℃。

5.根据权利要求1所述的一种由酯交换路径合成草酸对称酯的工艺，其特征在于，生产草酸二乙酯的装置，包括：T1第一反应精馏塔，T1第一反应精馏塔中间具有由上至下间隔布置的催化剂进口、原料草酸二甲酯和乙醇进口，T1第一反应精馏塔的塔身上具有一个与T3加压精馏塔塔顶部相连的第一进料口，T1第一反应精馏塔的塔顶具有第一出料口且T1第一反应精馏塔的塔底具有第二出料口；T2第二反应精馏塔，第二反应精馏塔中间具有由上至下间隔布置的催化剂进口、原料乙醇进口，所述第二反应精馏塔上具有与第二出料口相连的一个第二进料口，第二反应精馏塔的塔顶具有第三出料口且T2第二反应精馏塔的塔底具有第四出料口；T3加压精馏塔，加压精馏塔上具有与所述第四出料口相连的一个第三进料口，加压精馏塔的塔顶部具有第五出料口且加压精馏塔的塔底部具有第六出料口。