[发明专利]一种合成碳酸二乙酯的方法

说明书

本发明提供了一种合成碳酸二乙酯的方法，该方法以Mg/Al/Zn三元混合氧化物作为催化剂，采用碳酸乙烯酯和乙醇作为原料进行酯交换反应生成碳酸二乙酯，在油浴锅中以一定的温度和时间下进行，该方法操作简单，催化剂催化效率高，催化剂的复用性能好，并且可以有效降低生产成本。

技术领域

本发明涉及一种碳酸酯的制备方法，尤其是一种碳酸二乙酯的制备方法。

背景技术

有机碳酸酯是一种重要的有机化工产品，随着生产工艺的不断成熟化，使其合成成本不断降低。有机碳酸酯的用途广泛，例如塑料业、印染业、纺织业、电池、汽车、建筑等众多领域，其中碳酸二乙酯(DEC)和碳酸二甲酯(DMC)是最为常见且用途最广。DEC化学性质活泼，可以水解成无毒的产物，是重要的绿色化工原料和有机中间体，具有很高的工业应用价值。在溶剂方面，用于电子管阴极固定漆中，也用作表面活性剂；在农药方面用于合成除草剂；在塑料加工中作为增塑剂的溶剂或直接用作增塑剂；在锂电池工业上用作配制电解液；在医药方面作为松油膏的基础成份中间体苯巴比妥的合成，有着广泛的市场开发前景。

DEC有多种传统合成制备方法，其中包括羰基化法、酯交换法、光气法、醇氧化法、CO₂与醇类直接合成法和尿素法等。

光气法利用光气和无水乙醇反应得到碳酸二乙酯。

COCl₂+C₂H₅OH→C₂H₅OCOCl+HCl (1)

C₂H₅OCOCl+C₂H₅OH→C₂H₅OCOOC2H5+HCl (2)

该工艺反应时间较长，反应温度也较高，对设备要求高，此外使用了剧毒光气，并且还有副产物氯化氢气体产生，严重污染环境，腐蚀设备。因此该方法由于环境和设备成本太高，被逐渐淘汰。

乙醇氧化羰基化反应在催化剂作用下进行，一般用负载的贵金属盐作为催化剂。目前工业生产中多采用气相和液相两种方法，均使用贵重金属作为活性催化剂，且添加量较多，回收困难，并且催化剂容易中毒失活，严重降低其使用寿命。且副产物水会与产物DEC形成共沸物，此外设备投资较大，生产过程操作控制要求高，安全保护措施要求严格。

乙醇与CO₂直接合成法是一步直接合成有机碳酸酯的反应。

2C₂H₅OH+CO₂→C₂H₅OCOOC₂H₅+H2O (3)

乙醇和二氧化碳直接合成法是一条充满吸引力及挑战性的路线，但是CO₂性质稳定，在热力学上并不占优势，选择一种合适的催化剂活化CO₂是此合成工艺的关键所在，目前仍处于探索性研究的初级阶段。

酯交换法是指将碳酸二甲酯与乙醇进行酯交换反应合成碳酸二乙酯。利用乙醇和碳酸二甲酯为原料进行酯交换合成DEC，可以得到较高的收率，反应方程式如下：

CH₃OCOOCH₃+C₂H₅OH→CH₃OCOOC₂H₅+CH₃OH (4)

CH₃OCOOC₂H₅+C₂H₅OH→C₂H₅OCOOC₂H₅+CH₃OH (5)