一种制备丁二酸二甲酯的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及化学工艺技术领域，具体地说是一种制备丁二酸二甲酯的方法。
【背景技术】
[0002]丁二酸二甲脂是一种有机颜料、香精香料等化合物合成的基础原料，广泛应用于医药、食品、颜料等生产领域基本原料，有广阔的市场发展前景。
[0003]目前生产丁二酸二甲酯主要的方法有两种:一种是以顺丁二烯二酸酐为原料的方法；另一种是采用丁二酸为原料的方法。目前这两种生产方式均存在明显的问题:以丁二酸为原料的产品质量较高，但是成本也高；以顺丁二烯二酸酐为原料的生产出的产品品质低不能满足市场的需求。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是要提供一种制备丁二酸二甲酯的方法，以解决现有技术中存在的上述问题。
[0005]为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下:
[0006]一种制备丁二酸二甲酯的方法，包括如下步骤:
[0007]a)将丁二酸、甲醇与脱水剂、负载型固体酸催化剂混合均匀后，在60?80°C下进行脱水酯化操作；
[0008]b)将步骤a)中得到的产物进行固液分离，收集含有丁二酸单甲酯的液相物料进行下一步操作；
[0009]c)在步骤b)中得到的含有丁二酸单甲酯的液相物料中提取出丁二酸单甲酯产品;
[0010]d)在步骤c)中得到的丁二酸单甲酯产品中加入催化剂和甲醇，在60?110°C下进行酯化反应后，将产物进行固液分离，得到固相物料和液相物料；
[0011]e)在步骤d)中得到的固相物料中加入甲醇和催化剂，在60?110°C下进行酯化反应后进行蒸发除去甲醇，然后进行提纯，得到丁二酸二甲酯纯品。
[0012]作为优选方案，所述脱水剂为乙醇、丙酮、甘油、正丁醇、叔丁醇或环己烷。
[0013]作为优选方案，所述丁二酸和甲醇的摩尔比为1: (3?6)。
[0014]作为优选方案，所述脱水剂的加量为丁二酸摩尔数的10?30 %。
[0015]本发明的优点在于:可缩短生产周期、节约生产成本、提高产品质量，避免大量三废排放。实现丁二酸二甲酯的清洁生产，是一种能适合于不同规模工业化生产的丁二酸二甲酯、甲酯(该甲酯是否为丁二酸单甲酯)的方法。
【具体实施方式】
[0016]下面结合实施例对本发明作进一步详细阐述。
[0017]实施例1制备丁二酸二甲酯的方法，包括如下步骤:
[0018]1.先将丁二酸及甲醇按1: (3?6)的摩尔比投放反应釜中加热溶解，待完全溶解时加入丁二酸摩尔数10?30%的脱水剂环己烷、催化剂在60?80°C时进行脱水、酯化，酯化时液体在系统内实施醇水分离、水进入废水处理系统，醇在系统内回补酯化，脱水剂循环使用。
[0019]2.通过出水的计量控制酯化时间，控制出水时第1?2小时要达到总量的60 %，第2?4小时达到总量的85 %，第3?6小时达到总量的96 %以上。
[0020]3.根据酯化过程中的温度可以反应酸值变化和酯化进度，60°C时转化率达到60%，70°C转化率达到85 %，80°C转化率96 %。
[0021]5.酯化完成后进行高真空条件提取得到99.6%以上的产品，控制温度140?170°C，真空度-0.086MPa。
[0022]实施例2制备丁二酸二甲酯的酯化方法，包括如下步骤:
[0023]1.先将丁二酸及甲醇按1: (3?6)的摩尔比投放反应釜中加热溶解，待完全溶解时加入丁二酸摩尔数10?30%的脱水剂环己烷、催化剂在50?80°C时进行脱水、酯化，酯化时液体在系统内实施醇水分离、水进入废水处理系统，醇在系统内回补酯化，脱水剂循环使用。
[0024]2.通过出水的计量控制酯化时间，控制出水时第1?2小时要达到总量的60 %，第2?4小时达到总量的85 %，第3?6小时达到总量的96 %以上。
[0025]3.根据酯化过程中的温度可以反应酸值变化和酯化进度，60°C时转化率达到60%，70°C转化率达到85 %，80°C转化率96 %。
[0026]5.酯化完成后进行高真空条件提取得到99.6%以上的产品，控制温度140?170°C，真空度-0.086MPa。
[0027]实施例3制备丁二酸二甲酯的酯化方法，包括如下步骤:
[0028]1.将丁二酸及甲醇加到反应釜中进行加热溶解，待完全溶解时加入丁二酸摩尔数10?30%的烷基类脱水剂低温下50?80°C时进行脱水在出水量达到要求时，加入催化剂进行酯化，在酯化过程中严格掌握控制酯化进度。
[0029]2.丁二酸二甲脂的脱水剂、催化剂选择范围比较宽分成烷基类、钛系列、树脂类，我们选用的是烷基类和钛系列，
[0030]3.丁二酸二甲脂的脱水时先加入脱水剂后温度在50?80°C时就会产生共沸开始出水。
[0031]4.在低温时出水可以最大限度的保存甲醇的损失，降低成本，减少对环境的影响，控制60°C时转化率达到60 %，70°C转化率达到85 %，80°C转化率96 %。
[0032]5.在低温共沸时出水水中会带出少量的醇，需要对废水进行醇水分离进入下一次生产时使回用。
[0033]6.将酯化完成的丁二酸二甲酯进行提纯处理，控制温度140?170°C，真空度-0.086MPa。
[0034]实施例4 丁二酸二甲酯的方法，包括如下步骤:
[0035]1.将丁二酸及甲醇按1:(3?6)的摩尔比加到反应釜中进行加热溶解，待完全溶解后加入丁二酸摩尔数10?30%的脱水剂、催化剂在70?110°C的温度下进行脱水、酯化，在酯化过程的同时进行醇水分离水进入废水池醇在塔内回流到反应釜内参加循环酯化。
[0036]2.通过出水的计量酯化温度变化控制酯化掌握酯化进度，控制出水时第1?2小时要达到60 %，第2?4小时达到85 %，第3?6小时达到96 %以上。
[0037]3.根据酯化过程中的酸值变化掌握酯化进度，控制60°C时转化率达到60 %，70°C转化率达到85 %，80°C转化率96 %。
[0038]4.酯化出水温度在50?100°C。
[0039]5.酷化完成后进彳丁闻真空条件提取得到99.5%以上的广品。
[0040]实施例5制备丁二酸二甲脂的酯化方法，包括如下步骤:
[0041]1.将丁二酸及甲醇按1: (3?6)的摩尔比加到反应釜中进行加热溶解，待完全溶解时加入丁二酸摩尔数10?30%的烷基类脱水剂在50?100°C时进行脱水、经过计量控制出水量，在出水结束后加入催化剂进行酯化，在酯化过程中通过检控酸值计算酯化进度。可严格控制甲醇的流失。
[0042]2.在酯化过程中要掌握酯化的速度不宜过快，时间太快影响酯化效果，控制出水时第1?2小时要达到60 %，第2?4小时达到85 %，第3?6小时达到96 %以上。
[0043]3.脱水结束后加催化剂进行酯化，酯化时要掌握好时间和温度使得酯化率达到96%以上，
[0044]4.酯化完全不完全对下一步的提取十分关键，要获得高品质丁二酸二甲酯，酯化率必须高于90%以上，这样才可以获得99.5%以上的丁二酸二甲酯。
[0045]本发明的优点在于:可缩短生产周期、节约生产成本、提高产品质量，避免大量三废排放。实现丁二酸二甲酯的清洁生产，是一种能适合于不同规模工业化生产的丁二酸二甲酯的方法。
[0046]最后有必要说明的是:以上实施例只用于对本发明的技术方案作进一步详细的说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，本领域的技术人员根据本发明的上述内容作出的一些非本质的改进和调整均属于本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种制备丁二酸二甲酯的方法，其特征在于，包括如下步骤: a)将丁二酸、甲醇与脱水剂、负载型固体酸催化剂混合均匀后，在60?80°C下进行脱水酯化操作； b)将步骤a)中得到的产物进行固液分离，收集含有丁二酸单甲酯的液相物料进行下一步操作； c)在步骤b)中得到的含有丁二酸单甲酯的液相物料中提取出丁二酸单甲酯产品； d)在步骤c)中得到的丁二酸单甲酯产品中加入催化剂和甲醇，在60?110°C下进行酯化反应后，将产物进行固液分离，得到固相物料和液相物料； e)在步骤d)中得到的固相物料中加入甲醇和催化剂，在60?110°C下进行酯化反应后进行蒸发除去甲醇，然后进行提纯，得到丁二酸二甲酯纯品。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述脱水剂为乙醇、丙酮、甘油、正丁醇、叔丁醇或环己烷。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述丁二酸和甲醇的摩尔比为1: (3?10)。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述脱水剂的加量为丁二酸摩尔数的10?.30 %。
【专利摘要】本发明公开了一种制备丁二酸二甲酯的方法，将丁二酸与一定比例的甲醇投入到反应釜中开始加热，随着温度的上升，反应生成的水，带水剂及甲醇在系统里进行循环，在循环的过程中得到水和甲醇分离。经过分离的甲醇回流到反应釜继续参与反应。经过分离的水直接排放进入废水处理系统，这一方法可缩短生产周期、节约生产成本、提高产品质量，避免大量三废排放。实现丁二酸二甲酯的清洁生产，是一种能适合于不同规模工业化生产的丁二酸二甲酯的方法。
【IPC分类】C07C67/08, C07C69/40
【公开号】CN105367416
【申请号】CN201410406804
【发明人】鲍月刚, 张玲, 马云, 钱毓秀, 魏龙, 马世金
【申请人】马世金
【公开日】2016年3月2日
【申请日】2014年8月18日