對(duì)苯二甲酸二辛酯的制備方法及所用催化劑技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)提供一種用于合成對(duì)苯二甲酸二辛酯的催化劑及應(yīng)用該催化劑制備對(duì)苯二甲酸二辛酯的方法，所述催化劑由催化劑1和催化劑2組成：催化劑1由離子液體和金屬化合物組成，催化劑2由鈦金屬化合物和其他金屬化合物組成；所述離子液體的陽(yáng)離子為咪唑離子或苯并咪唑離子，陰離子為硫酸氫根，或者其離子液體的陽(yáng)離子為帶一個(gè)或二個(gè)磺酸根的苯并咪唑離子或咪唑離子；所述鈦金屬化合物選自鈦酸四丁酯、鈦酸異戊酯、鈦酸異丙酯或二氧化鈦中的至少一種化合物，所述其他金屬化合物是選自二丁基二甲氧基錫、二丁基氧化錫、亞錫酸辛酯、乙酸鋅、乙酸鈷中的至少一種化合物。所提供的技術(shù)方案可降低成本，提高反應(yīng)速度，降低能耗，制得的產(chǎn)品質(zhì)量高。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及一種對(duì)苯二甲酸二辛酯的制備方法及用于合成對(duì)苯二甲酸二辛酯的催化劑。
技術(shù)介紹
對(duì)苯二甲酸二辛酯(DOPT)是一種重要的、優(yōu)良的聚氯乙烯(PVC)樹(shù)脂增塑劑，具有極好的化學(xué)穩(wěn)定性、耐熱性、耐寒性、低揮發(fā)性和高絕緣電性能等優(yōu)點(diǎn)，可廣泛用于電纜、PVC塑料、高檔人造革和橡膠制品等領(lǐng)域。目前常用的DOPT合成途徑是用精對(duì)苯二甲酸(TPA)與異辛醇經(jīng)酯化反應(yīng)來(lái)制備。由于TPA與異辛醇基本不互溶，是一個(gè)典型的非均相酯化反應(yīng)，其反應(yīng)速率慢，反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)。影響TPA與異辛醇反應(yīng)速率的因素主要有攪拌強(qiáng)度、催化劑的選擇及用量、TPA與辛 醇的投料比、反應(yīng)溫度及壓力等。合成過(guò)程中所用催化劑的選用以及所選擇的工藝條件對(duì)DOTP酯化反應(yīng)的效率和產(chǎn)品質(zhì)量起著重要的作用。通過(guò)對(duì)苯二甲酸(TPA)和異辛醇在催化劑存在下直接酯化合成D0TP，反應(yīng)分兩步進(jìn)行。第一步，對(duì)苯二甲酸與異辛醇反應(yīng)生成對(duì)苯二甲酸單異辛酯；第二步，所生成的單酯與異辛醇進(jìn)一步反應(yīng)生成對(duì)苯二甲酸二異辛酯(即D0TP)。反應(yīng)式如下Η0~ ~\_/ i~0H+C*II|7°H--^|-OCgHn ■+· H2O OOOO /=/=X }—^-CXsHn +2C8H|7OH—.............. C8Hi70-C·-^^—0C|H, +2H20 OOOO目前工業(yè)生產(chǎn)中采用的催化劑之一為質(zhì)子酸類催化劑，如硫酸等。其價(jià)格較低，反應(yīng)溫度在180°C以下，但此類催化劑催化時(shí)間長(zhǎng)，對(duì)設(shè)備腐蝕嚴(yán)重，還會(huì)發(fā)生氧化和碳化等副反應(yīng)，導(dǎo)致產(chǎn)品色澤變深，后處理困難。另一種常用的催化劑是鈦酸酯，其所需反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)，制得產(chǎn)品易泛黃，而且其價(jià)格較貴。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
為克服上述問(wèn)題，本專利技術(shù)提供一種用于合成對(duì)苯二甲酸二辛酯的催化劑及應(yīng)用該催化劑制備對(duì)苯二甲酸二辛酯的方法，通過(guò)采用合理的催化劑及優(yōu)化的生產(chǎn)工藝，使反應(yīng)所需金屬催化劑的量少，降低成本，同時(shí)可提高反應(yīng)速度，縮短反應(yīng)時(shí)間，反應(yīng)溫度低，降低能耗，而且制得的產(chǎn)品質(zhì)量高，所用催化劑易于分離和重復(fù)利用。一種用于合成對(duì)苯二甲酸二辛酯的催化劑，由以下重量百分比的化合物組成的催化劑I和催化劑2組成催化劑I由重量百分比為7(Γ95%的離子液體和59Γ30%的金屬化合物組成，催化劑2由重量百分比為60°/Γ80%的鈦金屬化合物和20°/Γ40%的其他金屬化合物組成，其中，所述催化劑1，其離子液體的陽(yáng)離子為咪唑離子或苯并咪唑離子，陰離子為硫酸氫根，或者其離子液體的陽(yáng)離子為帶一個(gè)或二個(gè)磺酸根的苯并咪唑離子或咪唑離子，所述催化劑I中的金屬化合物由鈦金屬化合物和其他金屬化合物組成，催化劑I和催化劑2中的鈦金屬化合物是選自鈦酸四丁酯、鈦酸異戊酯、鈦酸異丙酯或二氧化鈦中的至少一種化合物，催化劑I和催化劑2中的其他金屬化合物是選自二丁基二甲氧基錫、二丁基氧化錫、亞錫酸辛酯、乙酸鋅、乙酸鈷中的至少一種化合物。進(jìn)一步的，所述用于合成對(duì)苯二甲酸二辛酯的催化劑，其催化劑I的離子液體選自HS04、HS04、I-丁基-3- (3-磺酸基丙基)苯并咪唑硫酸氫鹽或I- 丁基-3- (3-磺酸基丙基)苯并咪唑硝酸鹽中的一種。 所述用于合成對(duì)苯二甲酸二辛酯的催化劑，其催化劑I中的金屬化合物由重量百分比為45 75%的鈦金屬化合物和25% 55%的其他金屬化合物組成。一種對(duì)苯二甲酸二辛酯的制備方法，包括如下步驟，(I)將對(duì)苯二甲酸和異辛醇以1:2 1:3的重量比例投入到酯化反應(yīng)釜中，邊攪拌邊加熱；(2)當(dāng)溫度上升至13(T150°C時(shí)，加入上文所述的催化劑1，其加入量為步驟(I)所加苯二甲酸和異辛醇總重量的廣8%，繼續(xù)升溫；(3)當(dāng)溫度升至16(T220°C時(shí)，加入上文所述的催化劑2，其加入量為步驟(I)所加苯二甲酸和異辛醇總重量的O. 05、. 5%，之后將酯化反應(yīng)溫度控制在160-260°C，酯化反應(yīng)時(shí)間為O. 5^3小時(shí)；(4)反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生的蒸汽通過(guò)冷凝器回流，進(jìn)入分水器分相，上層非水液體溢流至反應(yīng)器中，下層水相留在分水器中；(5)反應(yīng)結(jié)束后，趁熱蒸餾出反應(yīng)釜中多余的醇，降溫，待反應(yīng)釜內(nèi)物質(zhì)分成上下兩相，通過(guò)傾析方法分離出離子液體；(6)用Na2CO3溶液洗滌步驟(5)中分離出離子液體后所剩的物質(zhì)，再用水洗滌數(shù)次至中性，即得產(chǎn)品。所述對(duì)苯二甲酸二辛酯的制備方法，步驟(3)是當(dāng)溫度升至16(T18(TC時(shí)加入上文所述的催化劑2。所述對(duì)苯二甲酸二辛酯的制備方法，步驟(3)加入的催化劑2，其加入量為步驟(I)所加苯二甲酸和異辛醇總重量的O. 05、. 2%。所述對(duì)苯二甲酸二辛酯的制備方法，步驟(3)所述酯化反應(yīng)溫度控制在160-180。。。所述對(duì)苯二甲酸二辛酯的制備方法，步驟(3)所述酯化反應(yīng)時(shí)間為O. 5^1. 5小時(shí)。所述對(duì)苯二甲酸二辛酯的制備方法，步驟(2)加入的催化劑1，其加入量為步驟(I)所加苯二甲酸和異辛醇總重量的廣5%。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)的有益效果如下I.所用離子液體可起到增溶反應(yīng)物和催化劑的作用，使反應(yīng)物更好的溶于反應(yīng)體系中，促進(jìn)TPA顆粒在徑向范圍的縮小，有助于TPA固體表面擴(kuò)散溶解到液相中，增大各反應(yīng)物之間的接觸面積，提高反應(yīng)速率；同時(shí)離子液體自身也有催化作用，從而可進(jìn)一步提高反應(yīng)速率。2.離子液體與酯化產(chǎn)物DOPT不相溶，后處理分離方便且可循環(huán)利用，同時(shí)利于提高轉(zhuǎn)化率，使反應(yīng)平衡向產(chǎn)物方向進(jìn)行。3.本專利技術(shù)在合成過(guò)程的不同階段采用不同的催化劑組合，在反應(yīng)初期選擇催化劑1，有利于改善反應(yīng)初期TPA與辛醇之間的接觸面積，加快反應(yīng)體系相間傳質(zhì)，使傳熱均勻，加快初期反應(yīng)速率，促進(jìn)反應(yīng)體系由非均相向均相反應(yīng)體系的轉(zhuǎn)變；之后加入催化劑2，進(jìn)一步提高反應(yīng)中后期的反應(yīng)速率。另一方面，這一特定的催化劑組合和巧妙的加入方式使鈦金屬化合物及其他金屬化合物的催化性能得到更好的發(fā)揮，從整體上減少離子液體和鈦金屬化合物的使用量，保證整體反應(yīng)速率。4.所用催化劑的物理化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，對(duì)反應(yīng)設(shè)備腐蝕性低。5.所用離子液體，催化性能好，而且所用離子液體可迅速吸收反應(yīng)生成的水，有利于提聞反應(yīng)轉(zhuǎn)化率。 6.結(jié)合優(yōu)化的制備工藝，使制得的產(chǎn)品質(zhì)量好，失重率低，且生產(chǎn)周期短，生產(chǎn)成本低。具體實(shí)施例方式對(duì)苯二甲酸二辛酯的制備方法，步驟如下，步驟I :將對(duì)苯二甲酸和異辛醇以1:2 1:3的重量比例投入到酯化反應(yīng)釜中，邊攪拌邊加熱；步驟2 :當(dāng)溫度上升至13(Tl50°C (在下表3中對(duì)應(yīng)于溫度A)時(shí)，加入催化劑I (參見(jiàn)下表廣2)，其加入量為步驟I所加對(duì)苯二甲酸和異辛醇總重量的廣8%，繼續(xù)升溫；步驟3 :當(dāng)溫度升至16(T220°C (在下表3中對(duì)應(yīng)于溫度B)時(shí)，加入催化劑2 (參見(jiàn)下表廣2)，其加入量為步驟I所加對(duì)苯二甲酸和異辛醇總重量的O. 05、. 5%，之后酯化反應(yīng)溫度控制在160-260°C (在下表3中對(duì)應(yīng)于酯化反應(yīng)溫度C)，反應(yīng)O. 5^3小時(shí)(在下表3中對(duì)應(yīng)于反應(yīng)時(shí)間T)。步驟4:反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生的蒸汽通過(guò)冷凝器回流，進(jìn)入分水器分相，上層非水液體溢流至反應(yīng)器中，下層水相留在分水器中。步驟5 :反應(yīng)結(jié)束后，趁熱蒸餾出反應(yīng)釜中多余的醇，降溫，待反應(yīng)釜內(nèi)物質(zhì)分成上下兩相，通過(guò)傾析方法分離出離子液體，可重復(fù)用于下次合成反應(yīng)。步驟6 :用質(zhì)量濃度為5%的Na2CO3溶液洗滌步驟5中分離出離子本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種用于合成對(duì)苯二甲酸二辛酯的催化劑，其特征在于，所述催化劑由以下重量百分比的化合物組成的催化劑1和催化劑2組成：催化劑1由重量百分比為70~95%的離子液體和5%~30%金屬化合物組成，催化劑2由重量百分比為60%~80%的鈦金屬化合物和20%~40%的其他金屬化合物組成，其中，所述催化劑1，其離子液體的陽(yáng)離子為咪唑離子或苯并咪唑離子，陰離子為硫酸氫根，或者其離子液體的陽(yáng)離子為帶一個(gè)或二個(gè)磺酸根的苯并咪唑離子或咪唑離子；所述催化劑1中的金屬化合物由鈦金屬化合物和其他金屬化合物組成；催化劑1和催化劑2中的鈦金屬化合物是選自鈦酸四丁酯、鈦酸異戊酯、鈦酸異丙酯或二氧化鈦中的至少一種化合物，催化劑1和催化劑2中的其他金屬化合物是選自二丁基二甲氧基錫、二丁基氧化錫、亞錫酸辛酯、乙酸鋅、乙酸鈷中的至少一種化合物。

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：吳志鵬，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：佛山市高明雄業(yè)化工有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：