[发明专利]一种制备丙二酸二异丙酯的工艺

说明书

技术领域

本发明属于精细化工产品制备技术领域，尤其涉及一种制备丙二酸二异丙酯的工艺。

背景技术

丙二酸二异丙酯，简称DIPM(Diisopropyl Malonate)，无色液体，溶于乙醇、乙醚、丙酮、苯等有机溶剂，不溶于水。由于其分子中活泼亚甲基上的氢原子易被其它基团所取代，在农药领域是合成稻瘟灵的关键中间体。

现有技术中，参照丙二酸酯的制备方法，丙二酸二异丙酯的制备主要有以下几种方法：

一、碱水解法：以氯乙酸为原料，经过中和、氰化后得氰乙酸钠，加入碱，通常加入氢氧化钠或者氢氧化钙水解生成丙二酸盐，然后再酸化、酯化，该方法完成后须浓缩，而丙二酸盐浓缩过程中粘度很大，易使搅拌装置损坏，有人提出采用喷雾干燥方法，但会增加设备投资，蒸汽消耗相应增大，固体粉状物料的回收也较困难，不易实现工业化；

二、盐酸水解法：以氯乙酸为原料，经过中和、氰化、酸化浓缩后得氰乙酸，加入盐酸水解后再浓缩，再加入溶剂溶解丙二酸后，将氯化铵分离，然后再进行酯化，该方法由于盐酸的加入量较大，浓缩所用时间很长，生产时易造成丙二酸分解，所用反应器越大，产品收率越低，且用醇量很大，造成醇的消耗较大；

三、硫酸水解法：以氯乙酸为原料，经过中和、氰化、酸化浓缩后得氰乙酸，加入硫酸水解后再加入醇进行酯化反应，同时加入甲苯作萃取剂，该方法由于加入了萃取剂，从而造成时空产率较低，且不可避免的造成萃取剂的损失，同时产品中也会有少量的萃取剂，苯类溶剂的存在也会造成环境污染和人身侵害；

四、丙二酸二甲酯酯交换法：对于产量低的产品来说，该方法设备简单，投资少，然而当产量较大时，会消耗大量丙二酸二甲酯，因此需要相应配套丙二酸二甲酯生产线，而丙二酸二甲酯采用传统方法，以氯乙酸为原料进行生产。

丙二酸酯反应属于酯化反应，是可逆反应，其反应终点受平衡常数的制约，其反应式如下：

HOOCCH₂COOH+2ROH→ROOCCH₂COOR+2H₂O

其中，R为烷基。

丙二酸二异丙酯在制备过程中相对于其他丙二酸酯收率低，如丙二酸二甲酯、丙二酸二乙酯、丙二酸二正丁酯，原因是丙二酸二异丙酯的平衡常数小。

显然，反应体系内的水分越少越有利于酯化反应的进行，因此传统工艺都强调氰乙酸脱水时，水分越少越好，然而在氰乙酸脱水过程中，随着氰乙酸浓度的增加，温度上升，氰乙酸分解严重，造成收率降低。另外还有采取添加溶剂的方法，使反应产物溶解于溶剂中，而溶剂中含水少，从而推动酯化反应进行，然而这种方法添加了大量溶剂，造成时空产率较低，且不可避免的造成溶剂的损失，同时产品中也会有少量的溶剂，且溶剂大多为苯类溶剂，可能会污染环境、损害人体。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种制备丙二酸二异丙酯的工艺，避免氰乙酸脱水过程后期氰乙酸分解的问题，提高产品收率，而且不需要使用其他有机溶剂。

本发明是这样实现的，一种制备丙二酸二异丙酯的工艺，包括以下步骤：

(1)酸解：以氰乙酸溶液为原料，加入硫酸溶液进行酸解，形成酸解液；

(2)第一次酯化反应：向所述酸解液中加入异丙醇，进行酯化反应，反应完成后溶液分成上下两层；

(3)第二次酯化反应：分离步骤(2)中的上层溶液并加入异丙醇采用反应精馏方式进行第二次酯化反应，反应完成后蒸出异丙醇，中和提纯得到丙二酸二异丙酯；

(4)萃取回收套用：将步骤(2)分层后的下层溶液中加入异丙醇进行萃取，溶液二次分层，上层溶液作为下一批次第一次酯化反应的物料回收套用，下层溶液蒸出异丙醇，将蒸出的异丙醇作为下一批次第一次酯化反应的物料回收套用。

作为一种改进，所述氰乙酸溶液的浓度为60～100wt％。

作为进一步地改进，所述氰乙酸溶液的浓度为65～85wt％。

作为一种改进，所述硫酸溶液的浓度为70～98wt％。

作为一种改进，所述第一次酯化反应的温度为60～80℃。

作为一种改进，所述第一次酯化反应中所加异丙醇溶液的浓度为70～100％。

作为一种改进，所述第一次酯化反应中异丙醇与氰乙酸的摩尔比为2.05～4.0。

作为一种改进，所述第二次酯化反应中反应精馏的真空度为-0.05～-0.08MPa。

作为一种改进，所述第二次酯化反应的反应到达终点时的体系水分小于0.2wt％。