一種乙酸仲丁酯的酯交換方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種乙酸仲丁酯的酯交換方法，該方法包括：在酯交換催化劑的存在下，在酯交換反應(yīng)條件下，將乙酸仲丁酯與醇接觸反應(yīng)。在本發(fā)明專利技術(shù)提供的所述方法中，反應(yīng)原料的轉(zhuǎn)化率和反應(yīng)選擇性較高；而且，本發(fā)明專利技術(shù)的所述方法，工藝簡單，對生產(chǎn)設(shè)備要求較低，原料易得，能耗低，從而大大降低了生產(chǎn)成本；另外，本發(fā)明專利技術(shù)的所述方法中無需使用乙酸作原料，降低了設(shè)備腐蝕和環(huán)境污染。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及。
技術(shù)介紹
酯交換反應(yīng)，即酯與醇在酯交換催化劑(如酸性催化劑、堿性催化劑、生物酶催化劑等)的催化作用下生成一種新的酯和一種新的醇的反應(yīng)，即酯的醇解反應(yīng)。該反應(yīng)是酸與醇發(fā)生酯化反應(yīng)的逆反應(yīng)，由于反應(yīng)可逆，因此一般目標(biāo)產(chǎn)物的收率較低，這也是酯交換反應(yīng)在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用不太普及的主要因素之一。目前工業(yè)應(yīng)用稍多的一般是采用乙酸甲酯、乙酸乙酯等價格較低廉的低級酯與較高碳數(shù)的醇進(jìn)行酯交換生產(chǎn)乙酸高級酯，然而，目前的工藝技術(shù)仍存在轉(zhuǎn)化率低、產(chǎn)品分離復(fù)雜等缺點(diǎn)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是克服現(xiàn)有的酯與醇的酯交換工藝存在轉(zhuǎn)化率低的缺點(diǎn)，提供。本專利技術(shù)的專利技術(shù)人發(fā)現(xiàn)，通過將乙酸仲丁酯與醇進(jìn)行酯交換反應(yīng)，乙酸仲丁酯可以以較高的轉(zhuǎn)化率和反應(yīng)選擇性生成相應(yīng)的乙酸醇酯和仲丁醇，從而完成了本專利技術(shù)。本專利技術(shù)提供了，該方法包括在酯交換催化劑的存在下，在酯交換反應(yīng)條件下，將乙酸仲丁酯與醇接觸反應(yīng)。在本專利技術(shù)提供的所述方法中，反應(yīng)原料的轉(zhuǎn)化率和反應(yīng)選擇性較高。而且，根據(jù)本專利技術(shù)的所述方法，工藝簡單，對生產(chǎn)設(shè)備要求較低，原料易得，能耗低，從而大大降低了生產(chǎn)成本。另外，本專利技術(shù)的所述方法中無需使用乙酸作原料，降低了設(shè)備腐蝕和環(huán)境污染。具體實(shí)施例方式根據(jù)本專利技術(shù)的所述乙酸仲丁酯的酯交換方法包括在酯交換催化劑的存在下，在酯交換反應(yīng)條件下，將乙酸仲丁酯與醇接觸反應(yīng)。根據(jù)本專利技術(shù)的所述方法，乙酸仲丁酯與所述醇的酯交換反應(yīng)可以根據(jù)常規(guī)的酯交換反應(yīng)條件實(shí)施，因此，本專利技術(shù)中對所述酯交換反應(yīng)條件沒有特別的限定。通常情況下，所述酯交換反應(yīng)條件可以包括反應(yīng)溫度為50-300°C，優(yōu)選為50-180°C，反應(yīng)時間為3_10小時。根據(jù)本專利技術(shù)的所述方法，乙酸仲丁酯與所述醇的摩爾比可以為1: O. 1-10，優(yōu)選為1: O. 2-6。根據(jù)本專利技術(shù)的所述方法，當(dāng)本專利技術(shù)的所述方法的目標(biāo)產(chǎn)物為仲丁醇時，乙酸仲丁酯與所述醇的摩爾比優(yōu)選為1: 2-1 0，更優(yōu)選為1: 3-6 ;且乙酸仲丁酯與所述醇的酯交換反應(yīng)優(yōu)選在催化精餾塔中實(shí)施。進(jìn)一步優(yōu)選情況下，所述酯交換反應(yīng)的操作過程包括將催化精餾塔內(nèi)的乙酸仲丁酯、所述醇和所述酯交換催化劑的混合物加熱至沸騰，并在全回流的條件下反應(yīng)至塔頂溫度達(dá)到所述醇和所述相應(yīng)的乙酸醇酯的共沸點(diǎn)，然后在回流比為2-5 I的條件下將所述醇和所述相應(yīng)的乙酸醇酯的共沸物從塔頂蒸出，待塔頂溫度達(dá)到作為反應(yīng)原料加入的所述醇的沸點(diǎn)后，將塔釜液排出，并將該塔釜液進(jìn)行蒸餾分離，以獲得仲丁醇產(chǎn)品。在上述情況下，根據(jù)本專利技術(shù)的所述方法能夠容易地實(shí)現(xiàn)仲丁醇產(chǎn)品的分離和提純，并可以獲得較高的乙酸仲丁酯轉(zhuǎn)化率和仲丁醇選擇性。根據(jù)本專利技術(shù)的所述方法，當(dāng)本專利技術(shù)的所述方法的目標(biāo)產(chǎn)物為乙酸醇酯時，乙酸仲丁酯與所述醇的摩爾比優(yōu)選為2-5 I ;所述方法的目標(biāo)產(chǎn)物(乙酸醇酯)的分離方法可以包括將乙酸仲丁酯與所述醇的酯交換反應(yīng)的產(chǎn)物加到分離塔中，通過加熱將塔頂溫度升高至乙酸仲丁酯和仲丁醇的共沸點(diǎn)，以將未反應(yīng)的乙酸仲丁酯和反應(yīng)生成的仲丁醇脫除，然后選擇性地對塔釜餾分進(jìn)行減壓或常壓蒸餾，得到乙酸醇酯產(chǎn)品。在上述情況下，根據(jù)本專利技術(shù)的所述方法能夠容易地實(shí)現(xiàn)乙酸醇酯產(chǎn)品的分離和提純，并且可以獲得較高的乙酸醇酯選擇性，且作為反應(yīng)原料加入的所述醇的轉(zhuǎn)化率較高。根據(jù)本專利技術(shù)的所述方法，作為反應(yīng)原料加入的所述醇可以為通式為R(OH)n的醇和/或具有至少一個羥基的多元醇烷基醚，其中，R為C1-C20的η價烷基、C5-C20的η價烯基、C5-C12的η價環(huán)烷基或C7-C20的η價芳基，η為1_5的整數(shù)。在本專利技術(shù)中，η價烷基是指相應(yīng)的烷烴失去η個氫原子之后的結(jié)構(gòu)。同樣地，η價烯基是指相應(yīng)的烯烴失去η個氫原子之后的結(jié)構(gòu)；η價環(huán)烷基是指相應(yīng)的環(huán)烷烴失去η個氫原子之后的結(jié)構(gòu)；η價芳基是指相應(yīng)的芳烴失去η個氫原子之后的結(jié)構(gòu)。其中η個氫原子可以為同一個碳原子上的氫原子也可以為不同碳原子上的氫原子。作為本專利技術(shù)的反應(yīng)原料的所述醇，在優(yōu)選情況下，在通式R(OH)η中，R為C1-C18的η價烷基、C5-C12的η價烯基、C5-C8的η價環(huán)烷基或C7-C10的η價芳基，η為I或2。具體的，所述醇例如可以為甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、異戊醇、辛醇、壬醇、香葉醇、i^一醇、月桂醇、十六醇、十八醇、環(huán)己醇、環(huán)戊醇、甲基環(huán)己醇、松油醇、松香醇、苯甲醇、苯乙醇、甲基苯甲醇和肉桂醇中的至少一種。作為本專利技術(shù)的反應(yīng)原料的所述醇，所述多元醇烷基醚可以為本領(lǐng)域常規(guī)使用的多元醇烷基醚，只要所述多元醇烷基醚能夠與乙酸仲丁酯能夠發(fā)生酯交換反應(yīng)即可。優(yōu)選情況下，所述多元醇烷基醚具有式(I)所示的結(jié)構(gòu)式，個401Ri—C-(-CH2^-R2IItR3式(I)其中，％、RjPR3相同或不同，各自獨(dú)立地為選自氫、羥基、C1-C5的烷基和C1-C5的羥烷基中的至少一種，且RpR2和R3中的至少一個為羥基或C1-C5的羥烷基，R4為Cl-ClO的烷基，m為0-5的整數(shù)，t為1-5的整數(shù)。在上述優(yōu)選情況下，當(dāng)t大于1，即為2-5時，多個R3之間可以相同或不同，多個R4之間也可以相同或不同。在進(jìn)一步優(yōu)選情況下，為了獲得較高的多元醇烷基醚轉(zhuǎn)化率，所述多元醇烷基醚為乙二醇單烷基醚、丙二醇單烷基醚、丁二醇單烷基醚、丙三醇單烷基醚和季戊四醇單烷基醚中的至少一種，且所述烷基的碳原子數(shù)為1-10。碳原子數(shù)為1-10的烷基例如可以為甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、戍基、異戍基等。具體的，所述多兀醇燒基釀例如可以為乙二醇單甲醚、乙二醇單乙醚、丙二醇單甲醚、丙二醇單乙醚、丁二醇單甲醚、丁二醇單乙醚、丙三醇單甲醚、丙三醇單乙醚、季戊四醇單甲醚和季戊四醇單乙醚中的至少一種。根據(jù)本專利技術(shù)的所述方法，當(dāng)目標(biāo)產(chǎn)物為仲丁醇時，作為反應(yīng)原料加入的所述醇優(yōu)選為C1-C3的醇，例如可以為甲醇、乙醇、丙醇和異丙醇中的至少一種；當(dāng)目標(biāo)產(chǎn)物為乙酸醇酯時，作為反應(yīng)原料加入的所述醇優(yōu)選為C5以上的醇(如上述通式R(0H)n*RSC5-C18的η價烷基、C5-C12的η價烯基、C5-C8的η價環(huán)烷基或C7-C10的η價芳基、η為I或2的醇)和/或上述具有至少一個羥基的多元醇烷基醚。根據(jù)本專利技術(shù)的所述方法，所述酯交換催化劑可以以常規(guī)的催化量使用，優(yōu)選情況下，相對于100重量份的乙酸仲丁酯和所述醇的總用量，所述酯交換催化劑的用量為O. 1-10重量份，優(yōu)選為O. 2-5重量份。根據(jù)本專利技術(shù)的所述方法，所述酯交換催化劑可以為本領(lǐng)域常規(guī)使用的各種酯交換催化劑，例如可以為氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸銫、對甲苯磺酸、乙酸鋅、乙酸鉛、乙酸鎘、氧化鈣、氧化鋅、氧化鉛、甲醇鈉、鈦酸四丁酯、辛酸亞錫、硫酸、磷酸、多聚磷酸、酸性分子篩和離子交換樹脂中的至少一種。所述酸性分子篩例如可以為ZSM-5分子篩、Y型分子篩和Ηβ分子篩。所述離子交換樹脂可以為酸性離子交換樹脂或堿性離子交換樹脂，所述酸性離子交換樹脂例如可以為苯乙烯系陽離子交換樹脂(如市售的DOOl型、D201型和D732型陽離子交換樹脂)或磺酸基陽離子交換樹脂(如市售的DWN型陽離子交換樹脂)；所述堿性離子交換樹脂例如可以為季銨基陰離子交換樹脂、叔銨基型陰離子交換樹脂或者這些陰離子交換樹脂經(jīng)氫氧化鈉溶液預(yù)處理后得到的陰離子交換樹脂，如市售的201X4型、201Χ4Η型、D20本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種乙酸仲丁酯的酯交換方法，該方法包括：在酯交換催化劑的存在下，在酯交換反應(yīng)條件下，將乙酸仲丁酯與醇接觸反應(yīng)。

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：衷晟，黃華，徐斌，佘喜春，謝瓊玉，
申請(專利權(quán))人：湖南長嶺石化科技開發(fā)有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：