[发明专利]一种连续合成对苯二甲酸二异戊酯的工艺

说明书

本发明涉及一种连续合成对苯二甲酸二异戊酯的工艺，对苯二甲酸和环氧乙烷为原料制备对苯二甲酸二异戊酯，通过选用路易斯酸离子液体作为溶剂和催化剂，提供了一种适应于工业化生产的连续合成对苯二甲酸二异戊酯的工艺，该合成工艺对苯二甲酸二异戊酯收率在90％以上，纯度高达99.3％以上，且工艺简单、适合工业化生产的要求。

技术领域

本发明属于聚合物领域，尤其涉及一种连续合成对苯二甲酸二异戊酯的工艺。

背景技术

在用于聚合物的增塑剂领域内，对苯二甲酸酯已用作邻苯二甲酸酯的替代物或补充物许多年。商业上最重要的对苯二甲酸酯是对苯二甲酸二乙基己酯，其通常也简称为对苯二甲酸二辛酯。

对苯二甲酸二辛酯(DOTP)是聚氯乙烯(PVC)塑料用的一种性能优良的主增塑剂。它与目前常用的邻苯二甲酸二异辛酯(DOP)相比，具有耐热、耐寒、难挥发、抗抽出、柔软性和电绝缘性能好等优点，在制品中显示出优良的持久性、耐肥皂水性及低温柔软性。因其挥发性低，使用DOTP能完全满足电线电缆耐温等级要求，可广泛应用于耐70℃电缆料(国际电工委员会IEC标准)及其它各种PVC软质制品中。DOTP除了大量用于电缆料、PVC的增塑剂外，也可用于人造革膜的生产。此外，具有优良的相溶性，也可用于丙烯腈衍生物，聚乙烯醇缩丁醛、丁腈橡胶、硝酸纤维素等的增塑剂。还可用于合成橡胶的增塑剂，涂料添加剂，精密仪器润滑剂，润滑剂添加剂，亦可作为纸张的软化剂。

增塑剂的释放在室内应用、医疗产品、玩具、电缆领域和在汽车行业中都是存在问题的，因为产品必须符合规定从产品中逸出的有机化合物的最大量的标准，以确保对于消费者和环境所需的安全性。从健康角度看，建筑产品和因此含增塑剂的产品只有在标准化测量法中不超过排放VOC(挥发性有机化合物)和SVOC(难挥发性有机化合物)的特定极限值时才适用于建筑物的室内。

增塑剂的应用相关性质不仅取决于酯官能的醇基团中的碳数，还取决于这些醇基团的支化度。根据邻苯二甲酸酯解释，当酯官能的醇基团平均具有低支化度时，增塑剂具有特别有利的性质，特别是低粘度和低塑料溶胶粘度。例如，对苯二甲酸二异戊酯的凝胶温度要明显低于对苯二甲酸二辛酯，因而提供一种对苯二异戊酯的有效合成方法也是必要的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种连续合成对苯二甲酸二异戊酯的工艺，对苯二甲酸的转化率稳定，产物的选择性高。

一种连续合成对苯二甲酸二异戊酯的工艺，以对苯二甲酸二甲酯和乙二醇为原料，以路易斯酸碱性离子液体作为催化剂和溶剂，具体工艺如下：将异戊醇和路易斯酸离子液体加入到催化蒸馏反应器中，然后将对苯二甲酸分批加入到该反应器中，边反应边蒸出反应过程中产生的水，反应结束后，调整催化蒸馏塔的压力和温度将对产物流进行减压蒸馏，收集苯二甲酸二异戊酯产品和未反应的异戊醇，蒸馏结束后，从反应器底部采出路易斯酸离子液体；所述路易斯酸离子液体选自Bmim⁺AlCl₄^-、Bmim⁺ZnCl₃^-、Bmim⁺SnCl₃^-和Bmim⁺FeCl₄^-中的一种或多种。

所述的催化蒸馏反应温度为100-120℃，对苯二甲酸与异戊醇的摩尔比为1:3-5。

对苯二甲酸的分批加入方式为：在反应开始前先加入总量的50％，反应3-5小时后，第二批加入总量的30％，继续反应3-5小时后，第三批加入总量的20％。

所述路易斯酸离子液体的用量为对苯二甲酸质量的2-3倍。

优选地，将从反应器底部采出路易斯酸离子液体用热蒸馏水洗涤三次后直接循环使用。

优选地，将未反应的乙醇循环利用，作为下一批次反应的原料。