營口恒洋新能源化工有限公司
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硫酸二乙酯和碳酸鹽,硫酸二乙酯可以和碳酸鹽進(jìn)行酯交換反應(yīng)生成碳酸二乙酯和硫酸鹽,適合的碳酸鹽有碳酸鉀、碳酸鈉等。硫酸二乙酯和碳酸鈉反應(yīng)的方程式如下: 本反應(yīng)可以不需要催化劑而直接進(jìn)行,但其缺陷是使用了劇毒的硫酸二乙酯,萬一泄漏將產(chǎn)生嚴(yán)重的環(huán)境污染,而且生成了固體硫酸鈉,容易使反應(yīng)器結(jié)垢。該方法目前已基本不采用。 3.2.2 碳酸二甲酯和乙醇 碳酸二甲酯和乙醇反應(yīng)制備碳酸二乙酯方程式如下: 這是一個平行串聯(lián)反應(yīng),反應(yīng)要在位化劑存在條件下進(jìn)行,反應(yīng)分兩個步驟進(jìn)行,先是碳酸二乙酯和乙醇可逆反應(yīng)生成碳酸甲乙酯和甲醇,碳酸甲乙酯再和乙醇可逆反應(yīng)生成碳酸二乙酯和甲醇。反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)過精餾可得到純度99%以上的碳酸二乙酯。 這種方法采用了無毒原料碳酸二甲酯,不會產(chǎn)生污染,而且反應(yīng)條件溫和,可以在常壓下反應(yīng),反應(yīng)溫度不超過80℃,對設(shè)備的要求不高,所以在工業(yè)上很容易實現(xiàn)。該反應(yīng)是乎行串聯(lián)可逆反應(yīng),必將存在選擇性的問題,如果不采取任何特殊的措施,碳酸二甲酯是不可能完全轉(zhuǎn)化成碳酸二乙酯的,必將有很大一部分轉(zhuǎn)化成碳酸甲乙酯,從而浪費(fèi)原料和能耗,可采取適當(dāng)?shù)墓こ檀胧┘赐ㄟ^反應(yīng)精餾來解決上述存在的問題。 反應(yīng)精餾是把反應(yīng)和精餾結(jié)合在同一個設(shè)備中,同時進(jìn)行反應(yīng)和精餾,通過精餾蒸走反應(yīng)生成的甲醇,從而改變了反應(yīng)的平衡狀態(tài),使反應(yīng)朝生成產(chǎn)物碳酸二乙酯的方向進(jìn)行,提高了反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)物的選擇性。反應(yīng)精餾還具有縮短反應(yīng)時間、強(qiáng)化設(shè)備生產(chǎn)能力以及節(jié)省能量等的優(yōu)點(diǎn)。 3.2.3 碳酸丙烯酯和乙醇 碳酸丙烯酯和乙醇酯交換制取碳酸二乙酯的方法是以環(huán)氧丙烷為原料開始的,環(huán)氧丙烷和二氧化碳反應(yīng)生成碳酸丙烯酯,碳酸丙烯酯再和乙醇進(jìn)行酯交換反應(yīng)生成丙二醇和碳酸二乙酯。其反應(yīng)方程式如下:
18 碳酸丙烯酯和乙醇酯交換法合成碳酸二乙酯的本質(zhì)原料是二氧化碳和乙醇,環(huán)氧丙烷在過程中是一種載體,同時轉(zhuǎn)化成丙二醇。由于丙二醇主要是以環(huán)氧丙烷水解而生產(chǎn)的,因此這個過程的本質(zhì)是二氧化碳與乙醇合成碳酸二乙酯的過程(在熱力學(xué)原理上是不能直接進(jìn)行的)與環(huán)氧丙烷水解合成丙二醇過程的耦合。但由于第二步反應(yīng)是一個可逆反應(yīng),而且反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)較小,實現(xiàn)產(chǎn)物分離時,會因乙醇濃度的減小使逆反應(yīng)速度加快,從而降低產(chǎn)物的收率。 3.2.4 碳酸乙烯酯和乙醇 碳酸乙烯酯和乙醇酯交換反應(yīng)制備碳酸二乙酯的方法和碳酸丙烯酯和乙醇能交換制取碳酸二乙酯的方法類似,只是原料改變了,該方法以環(huán)氧乙烷為起始原料,環(huán)氧乙烷和二氧化碳反應(yīng)生成碳酸乙烯酯,碳酸乙烯酯再和乙醇進(jìn)行酯交換反應(yīng)生成乙二醇和碳酸二乙酯。反應(yīng)的方程式如下:
碳酸乙烯酯和乙醇酯交換合成碳酸二乙酯的過程,同樣面臨著可逆反應(yīng)的轉(zhuǎn)化宰和選擇性問題,還有產(chǎn)物分離的問題。 碳酸丙烯酯(碳酸乙烯酯)和乙醇酯交換合成碳酸二乙酯的過程原料采用廉價易得的環(huán)氧丙烷(環(huán)氧乙烷)和二氧化碳,還副產(chǎn)丙二醇(乙二醇),而且分離時容易造成逆反應(yīng)速度加快,因此反應(yīng)過程中產(chǎn)物碳酸二乙酯的選擇性不高。 3.3 氧化羰基化法
19 乙醇氧化羰基化法是用一氧化碳、氧氣和乙醇直接合成碳酸二乙酯。反應(yīng)方程式如下:
反應(yīng)要在催化劑作用下進(jìn)行,一般用鈀等貴金屬鹽載在活性炭、A1203、SiO2上作為催化劑,催化體系可以是均相的,也可以是非均相的。在C0分壓 (9.8-19.6)×104Pa反應(yīng)溫度60-150℃下,調(diào)整反應(yīng)體系中氣體組分至爆炸極限外,乙醇、一氧化碳和氧氣以高速度和高選擇性反應(yīng)生成碳酸二乙酯。本法具有原料廉價易得、毒性小、工藝簡單、成本低的特點(diǎn),所以具有一定的發(fā)展前途,目前有氣相法和液相法兩種。但是本方法采用貴重金屬作催化劑,而且用量較多,因而成本太高。由于存在C0燃燒反應(yīng),使反應(yīng)選擇性降低,所以必須加入抑制劑,以減少C02的生成。同時,原料氣C0也具有很大的毒性,操作過程中必須加以注意,這些都是不足之處。