[发明专利]一种制备C1～C4烷基亚硝酸酯的方法及装置

说明书

本发明提供了一种制备C1～C4烷基亚硝酸酯的方法及装置，该方法包括反应步骤和分离步骤：所述反应步骤为ROH+NaNO₂+H⁺→RONO+Na⁺+H2O，其中R为C1～C4的支链或直链烷基；所述分离步骤经精馏塔分离后制得高纯度的C1～C4烷基亚硝酸酯。本发明采用的精馏塔的回流比为1:100～10:1，经分离后制得的C1～C4烷基亚硝酸酯纯度不低于98％。本发明的方法解决了现有技术难以用简洁、安全的方法通过亚硝酸钠和烷基醇制备高纯度C1～C4烷基亚硝酸酯的的问题。

技术领域

本发明属于化工合成领域，具体涉及一种制备C1～C4烷基亚硝酸酯的方法及其装置。

背景技术

亚硝酸酯是重要的有机合成中间体，广泛用于农药、医药及有机合成等领域。目前亚硝酸酯主要作为载氧体，参与一氧化碳偶联合成草酸酯的反应过程，是合成气制乙二醇的重要中间体。在合成气制乙二醇生产企业的生产研究过程中，需要随时监测生产装置内的亚硝酸酯含量，此时需要较高纯度的亚硝酸酯来标定和校正分析/监测设备。

现有方法合成亚硝酸酯主要有两种：一种是利用NO、O₂与烷基醇(如甲醇、乙醇等)反应制得；另一种是利用NaNO₂、HNO₃与烷基醇反应制得。用第一种方法制备高纯度亚硝酸酯，有以下缺点：1、需要用到NO和O₂，NO和O₂需要严格控制比例，否则副反应较多；2、该反应容易引起安全问题；3、生成的低级烷基亚硝酸酯室温下为气体(如亚硝酸甲酯沸点-12℃，亚硝酸乙酯沸点为17.2℃)，因此在分离和收集过程中难以与产物分开，获得高纯度产物的难度大；4、制备少量化学纯品用此方法装置较为复杂。第二种方法反应原理如下：

ROH+NaNO₂+HNO₃→RONO+NaNO₃+H₂O；

R代表烷基，如-CH₃，-C₂H₅等；

由于第二种方法的反应物都不含气体，所以反应容易计量和控制，比较适宜制备少量的亚硝酸酯化学纯品。

然而，不论是第一种方法还是第二种方法，根据现有技术手段直接制得的亚硝酸酯纯度大多在80％～90％之间，不能满足标定和校正分析/监测设备的要求，一般化学分析标定混合物中各个组分的含量时要求化学试剂的纯度至少在98％以上。因此直接制得的80％～90％含量左右的亚硝酸酯还需要进一步的纯化处理，这又提高了生产和研究成本。因此，提供一种高纯度亚硝酸酯的制备方法，对科学研究和工厂生产都具有重要的意义。

发明内容

针对上述技术问题，本发明的目的之一在于提供一种制备C1～C4烷基亚硝酸酯的方法，通过本发明的方法制备的C1～C4烷基亚硝酸酯的纯度可达到98％以上。

本发明的目的之二在于提供一种制备C1～C4烷基亚硝酸酯的方法采用的装置，该装置简单、安全，便于处理和操作。

本发明的上述目的是通过以下技术方案实现的：

一种制备C1～C4烷基亚硝酸酯的方法，包括反应步骤和分离步骤：

所述反应步骤在惰性气体保护下进行，反应式为：ROH+NaNO₂+H⁺→RONO+Na⁺+H₂O，其中R为C1～C4的支链或直链烷基；

所述分离步骤将反应产生的含有RONO的混合物经精馏塔分离后制得高纯度的C1～C4烷基亚硝酸酯，精馏塔的回流比为1:100～10:1，经分离步骤后制得的C1～C4烷基亚硝酸酯纯度不低于98％。