专利名称：乙酸甲酯和二甲胺合成二甲基乙酰胺的工艺方法
技术领域：
本发明属于有机合成工艺，尤其是二甲基乙酰胺合成技术领域。二甲基乙酰胺是无色透明液体，有低毒，能溶解多种无机化合物，能与水、醇、醚、酯及芳族化合物相混溶。在无水、酸或碱的条件下，有很好的稳定性。是合成天然树脂的优良极性溶剂，用于聚酰亚胺、聚砜酰胺及其他高分子化合物的合成，也用于合成树脂的成膜和纺丝，合成药物、芳族二羧酸(如对苯二甲酸)的结晶提纯。还可在某些有机反应中作催化剂。与同系的二甲基甲酰胺相比，其热稳定性、水解稳定性高、腐蚀性和毒性小。目前合成二甲基乙酰胺工艺乙酸对设备的腐蚀严重，转化率和选择性较低。
鉴于现有技术的以上缺点，本发明的目的是研究一种乙酸甲酯和二甲胺液相反应制得二甲基乙酰胺的新工艺方法，使之能克服现有技术的以上缺点。
本发明的目的使通过如下的方法实现的。乙酸甲酯和二甲胺液相反应制得二甲基乙酰胺工艺方法，以乙酸甲酯和二甲胺为原料制二甲基乙酰胺，其特征在于，以甲醇作反应助剂；且合成的反应催化剂中至少含有以下物质的一种a)三氧化钼；b)偏矾酸钠。
采用如上的方法后，工艺过程降低了乙酸对装置的腐蚀、降低了反应温度、正反应的转化率和选择性提高、催化剂产率高，反应时间缩短，稳定性好，产品容易分离，催化剂可以循环重复利用。产品二甲基乙酰胺纯度可达99.5％以上，乙酸甲酯转化率可达100％，二甲基乙酰胺选择性高于96％。反应产物经蒸馏脱除过量的二甲胺和甲醇、精馏得到产品(纯度大于99.5％)二甲基乙酰胺，产品的单程回收率可达92％以上。
反应在高压反应釜中进行的，反应釜配有常规的搅拌器和电加热装置等辅助设施。将乙酸甲酯与二甲胺摩尔比在1∶0.8～2配比(最佳摩尔比为1∶1～1.5)的乙酸甲酯、甲醇和催化剂加入到反应釜中，加入二甲胺后，反应釜开始加热，采用二甲胺过量、系统自行升压或用氮气加压使达到需要压力条件，合成反应温度120～190℃；合成反应压力0.8～2.5Mpa。助剂甲醇，其用量摩尔比为乙酸甲酯∶甲醇为摩尔1∶0.3～0.5。
本专利所述工艺方法中使用专用催化剂为三氧化钼和偏矾酸钠中至少一种，催化剂的质量比为乙酸甲酯∶催化剂为1∶0.01～0.10。催化剂的用量最佳质量比为乙酸甲酯∶催化剂为1∶0.02～0.05。以下实施例中反应均在高压反应釜中进行，反应釜有搅拌和电加热装置。先加入定量的原料乙酸甲酯和甲醇、催化剂，逐渐加入定量二甲胺后加热升温，达到反应条件后定时取样，用气相色谱检测反应物的变化。
实施例1三氧化钼作催化剂三氧化钼6g，乙酸甲酯336g，甲醇65g，二甲胺250g，反应为自然压力2.0Mpa，反应温度172℃，压力升至2.25Mpa，搅拌反应4小时，乙酸甲酯的转化率100％，二甲基乙酰胺的选择性≥99％。
实施例2偏矾酸钠作催化剂偏矾酸钠6g，乙酸甲酯336g，甲醇65g，二甲胺250g，反应温度170℃，反应为自然压力2.0Mpa，搅拌反应3.5小时，乙酸甲酯的转化率100％，二甲基乙酰胺的选择性96.84％。
实施例3三氧化钼和偏矾酸钠复合催化剂三氧化钼3g，偏矾酸钠3g，乙酸甲酯336g，甲醇65g，二甲胺250g，反应温度170℃，反应为自然压力2.0Mpa，搅拌反应4小时，乙酸甲酯的转化率100％，二甲基乙酰胺的选择性≥98％。
实施例4反应产物含二甲胺8.58％，甲醇31.74％，二甲基乙酰胺59.34％，乙酸0.28％(重量百分比)的物料在φ40mm的玻璃塔中精馏，玻璃弹簧填料高度1500mm，塔顶冷凝器下塔顶采出口，塔上500mm处设有侧线采出口，塔釜用电加热套加热，塔下500mm处进料，连续操作。先常压精馏，塔顶采出过量的二甲胺和少量没反应完全的甲酸甲酯，塔中采出甲醇。再经减压精馏，塔顶采出少量甲醇，塔中得到二甲基乙酰胺纯度大于99.5％，产品的单程回收率92％以上。
权利要求
1.乙酸甲酯和二甲胺合成二甲基乙酰胺的工艺方法，以乙酸甲酯和二甲胺为原料在一定温度和压力下制二甲基乙酰胺，乙酸甲酯与二甲胺摩尔比在1∶0.8～2；甲醇作反应助剂；合成的反应催化剂中至少含有以下物质的一种a)三氧化钼；b)偏矾酸钠。
2.根据权利要求1所述之乙酸甲酯和二甲胺合成二甲基乙酰胺的工艺方法，合成反应温度120～190℃；合成反应压力0.8～2.5Mpa。
3.根据权利要求1所述之乙酸甲酯和二甲胺合成二甲基乙酰胺的工艺方法，所述甲醇作为助剂，其用量摩尔比乙酸甲酯∶甲醇为1∶0.3～0.5。
4.根据权利要求1所述之乙酸甲酯和二甲胺合成二甲基乙酰胺的工艺方法，所述催化剂的质量比乙酸甲酯∶催化剂为1∶0.01～0.10。
5.根据权利要求1所述之乙酸甲酯和二甲胺合成二甲基乙酰胺的工艺方法，乙酸甲酯与二甲胺的最佳摩尔比为1∶1～1.5。
6.根据权利要求4所述之乙酸甲酯和二甲胺合成二甲基乙酰胺的工艺方法，催化剂的用量最佳质量比乙酸甲酯∶催化剂为1∶0.02～0.05。
7.根据权利要求1所述之乙酸甲酯和二甲胺合成二甲基乙酰胺的工艺方法，反应产物经粗馏脱除过量的二甲胺、乙酸甲酯和部分甲醇返回反应系统循环使用。
全文摘要
本发明公开了一种乙酸甲酯和二甲胺合成二甲基乙酰胺的工艺方法，以乙酸甲酯和二甲胺为原料在一定温度和压力下制二甲基乙酰胺，乙酸甲酯与二甲胺摩尔比在1∶0.8～2；甲醇作反应助剂；合成的反应催化剂中至少含有以下物质的一种a)三氧化钼；b)偏矾酸钠。本工艺过程降低了乙酸对装置的腐蚀、降低了反应温度、正反应的转化率和选择性提高、催化剂产率高，反应时间缩短，稳定性好，产品容易分离，催化剂可以循环重复利用。
文档编号C07C231/02GK1740144SQ20041004053
公开日2006年3月1日 申请日期2004年8月26日 优先权日2004年8月26日
发明者王学再, 孙党莉, 袁小金, 张晓阳, 黄宏, 刘婷, 李倩, 朱小学, 李南锌, 刘京林 申请人:西南化工研究设计院