[发明专利]一种连续化生产草酸二乙酯的方法

说明书

本发明提供了一种连续化生产草酸二乙酯的方法、包括以下步骤：A)将草酸二甲酯、醇和催化剂加入第一反应釜，进行酯交换反应，反应液连续的依次进入与所述第一反应釜串联的第二反应釜、第三反应釜和第四反应釜，继续进行酯交换反应；B)将所述第四反应釜中的反应液依次通入脱醇塔、脱副产物塔和产品塔，在产品塔的塔顶得到草酸二乙酯。本发明优点在于：1)采用四釜连续化反应，提高反应速率和转化率；2)副反应少，副产物单一，且副产物可以继续反应得到产品，原子利用率接近100％，且产品纯度达到99.99％，同时联产的甲醇的纯度在99％以上；3)环保优势：基本无三废产生，且催化剂回收利用，属于清洁生产工艺，符合环保要求。

技术领域

本发明属于有机物的工业生产技术领域，尤其涉及一种连续化生产草酸二乙酯的方法。

背景技术

草酸二乙酯(DEO)别名乙二酸二乙酯，分子式C₆H₁₀O₄，沸点185.4℃，无色油状液体，其结构式如下所示：

DEO具有芳香气味，能溶于乙醇、乙醚、丙酮等常见的溶剂。DEO是重要的有机化工原料、医药、染料等的中间体，能与脂肪酸酯、环己乙酰苯、胺基醇及许多化合物进行缩合反应。在医药方面，它可以合成用作激素的胸腺碱，是制造卡尔明、苯巴比妥、新诺明药物和青霉素等药物的中间体。在有机合成方面，可以取代剧毒的氯乙酸氰化路线，生产丙二酸乙酯；草酸二乙酯在适当的条件下具有缩合作用，也是一种重要的合成试剂；此外，还可以用作染料、塑料的中间体和纤维、香料的溶剂等。

然而，现在国内外工业化生产DEO的方法主要是传统的酯化法和一氧化碳催化氧化偶联法，这两种方法的具体过程如下：

传统酯化法

传统的酯化法合成草酸二乙酯的生产工艺较为简单，其具体的化学反应方程式如下所示：

由于该酯化反应为可逆反应，为了提高草酸二乙酯的产率必须使用脱水剂将反应体系中的水脱去，使反应向正向进行。增加了工艺的复杂性和生产成本。

一氧化碳催化氧化偶联法

一氧化碳催化氧化偶联法制备草酸二乙酯是以CO为原料通过亚硝酸甲酯或亚硝酸乙酯，在相应的催化剂作用下，氧化耦联生成草酸二甲酯或草酸二乙酯。其反应方程式如下：

酯化反应：

耦联羰化：2CH₃OH+2NO+1/2O₂→2CH₃ONO+H₂O

总反应：2CO+2CH₃OH+1/2O₂→(COOCH₃)₂+H₂O

采用该法生产草酸二乙酯的工艺分为液相法和气相法。其中液相法的反应条件非常苛刻，需在高压条件下进行，生产成本高，设备易腐蚀及催化剂流失等问题。而气相法生产成本较高，不利于企业的可持续发展。此外采用一氧化碳催化氧化偶联法生产草酸酯更适用于能自产一氧化碳的企业，或者拥有稳定的CO供应商因此采用该法生产草酸酯的工艺适用范围窄，且不利于实现自动连续化生产，经济效益不高。