作者/来源:李文鹏1,郁向民2(1.大庆化工研究中心,大庆 163714;2.大庆石化公司化工一厂,大庆 163714) 日期: 2013-04-01 点击率:7593
摘 要:对各种合成碳酸二甲酯(DMC)的工艺路线进行了分析和评价。阐述了碳酸二甲酯合成工艺的研究重点和发展前景。
关键词:碳酸二甲酯;羰基化;甲醇
文章编号:1673-9647(2012)4-0017-04 中图分类号:TQ225.24 文献标识码:A
碳酸二甲酯(DMC)是世界公认的绿色化学品之一。碳酸二甲酯可代替剧毒的光气、硫酸二甲酯及氯甲烷等作为甲基化剂、甲氧基化剂和羰基化剂;还是一种新型燃料添加剂,可用作二次电池电解液和代替甲基叔丁基醚(MTBE)添加到汽油里以提高其辛烷值;作为一种有机合成中间体,广泛用于制备聚胺酯、聚碳酸酯以及农药、医药、染料、香料、光电子材料和溶剂等方面[1]。
1 光气法生产碳酸二甲酯工艺路线
1.1 光气甲醇法
光气法是出现最早并已得到工业化的方法。其原理为,光气和甲醇反应生成氯甲酸甲酯,再与甲醇反应成碳酸二甲酯。光气甲醇法曾经是工业规模生产碳酸二甲酯的主要方法。其反应过程如下:
2CH3OH+COCl2—→CH3OC(O)OCH3+2HCl
2CH3ONa+COCl2—→CH3OC(O)OCH3+2NaCl
这种方法使用剧毒、危险的光气,工艺复杂,操作周期长,严重污染环境,副产的大量盐酸腐蚀管道、设备,制备路线长,工艺三废难于处理,在很多国家已经被禁止。
1.2 光气甲醇钠法
由光气和甲醇钠反应得到碳酸二甲酯。此法避免了具有腐蚀又不易回收的盐酸,但仍以剧毒的光气为原料。
2 酯交换法生产碳酸二甲酯工艺路线
2.1 碳酸酯交换
碳酸酯交换法是美国Telxaco公司开发的一种非光气工艺,并于1992年实现了工业化。其核心工艺是由碳酸亚乙酯(EC)或碳酸亚丙酯(PC)和甲醇通过酯交换反应生成碳酸二甲酯,EC和PC可由环氧乙烷(EO)或环氧丙烷(PO)与CO2通过环加成反应生成。
2.1.1 碳酸乙烯酯与甲醇的酯交换法
Texaco开发成功由环氧乙烷、CO2和甲醇联产碳酸二甲酯和乙二醇新工艺。反应分两步进行:CO2与环氧乙烷反应生成碳酸乙烯酯,然后碳酸乙烯酯与甲醇经过酯基转移生成碳酸二甲酯和乙二醇。酯交换催化剂是Ⅳ族均相催化剂负载在含叔胺及季胺功能团的树脂上的硅酸盐。该工艺可避免环氧乙烷水解生成乙二醇,可实现高甲醇选择性地联产碳酸二甲....