由锂电碳酸甲乙酯生产过程中连续分离碳酸二甲酯和甲醇的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108863801A(43)申请公布日2018.11.23(21)申请号201810715364.6(22)申请日2018.07.03(71)申请人沈阳化工大学地址110142辽宁省沈阳市经济技术开发区11号(72)发明人石磊邓文杰(74)专利代理机构沈阳技联专利代理有限公司21205代理人张志刚(51)Int.Cl.C07C69/96(2006.01)C07C68/06(2006.01)C07C68/08(2006.01)B01J21/12(2006.01)B01J37/03(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图1页(54)发明名称由锂电碳酸甲乙酯生产过程中连续分离碳酸二甲酯和甲醇的方法(57)摘要由锂电碳酸甲乙酯生产过程中连续分离碳酸二甲酯和甲醇的方法，涉及一种分离碳酸二甲酯和甲醇的方法，以碳酸二甲酯和乙醇为原料，在反应精馏塔中与固体碱催化剂发生反应，塔顶碳酸二甲酯和产物甲醇混合物以共沸物采出，在反应器中与固体酸催化剂发生反应，甲醇脱水产生二甲醚和水，气相二甲醚从液相中分离，液相碳酸二甲酯和水不共沸经过减压精馏分离出碳酸二甲酯循环使用。该一步分离碳酸二甲酯和甲醇的方法，方法过程简单，产物收率高，无污染环保，由共沉法制备的固体酸催化剂以固定床连续反应器分离碳酸二甲酯和甲醇过程中，当空速为2h-1，反应温度为100℃时，甲醇转化率可达到100%，且催化剂连续使用5000h不失活。CN108863801ACN108863801A权利要求书1/2页1.由锂电碳酸甲乙酯生产过程中连续分离碳酸二甲酯和甲醇的方法，其特征在于，所述方法一步分离碳酸二甲酯和甲醇的方法所得到的碳酸二甲酯，作为反应物重新进入反应体系参与酯交换反应；以碳酸二甲酯和乙醇为原料，在固体碱催化剂存在条件下一步合成碳酸甲乙酯，在固体酸催化剂存在条件下，连续分离碳酸二甲酯和甲醇；反应方程式如下所示：CH3OCOOCH3+CH3CH2OH→CH3OCOOCH2CH3+CH3OH...............................(1)；第一精馏塔采出轻组分碳酸二甲酯和甲醇通过固体酸催化剂的固定床床层，碳酸二甲酯不发生任何反应，甲醇发生脱水反应生成二甲醚（DME）和水，酸性催化剂完全不溶于原料及产物，反应过程不存在任何污染物，二甲醚（DME）在常温为气相，是一种高热值的绿色燃料，与液相碳酸二甲酯和水相极易分离；液相碳酸二甲酯和水不共沸，经过减压精馏分离出碳酸二甲酯，作为反应物重新进入反应体系；分离碳酸二甲酯和甲醇反应方式为固定床连续反应器。2.根据权利要求1所述的由锂电碳酸甲乙酯生产过程中连续分离碳酸二甲酯和甲醇的方法，其特征在于，所述固体酸催化剂由沉淀法来制备如下：1）首先将一定比例的二氧化硅和去离子水混合制备得到混合液；2）取载体质量0.1-50%的硝酸铝溶于一定体积的去离子水中，配成一定浓度的硝酸铝溶液，同时配制一定浓度的碳酸钠碱性溶液，将制备得到的混合液，搅拌均匀，而后在一定的水浴温度和剧烈搅拌条件下，向混合液中同时滴加硝酸铝溶液和碳酸钠碱性溶液，滴加过程中控制溶液PH值；3）硝酸铝溶液滴加完毕后，将共沉后的悬浊液继续搅拌一定时间，而后于室温下老化；4）将老化完毕的溶液抽滤，而后用一定体积的去离子水洗涤得到的沉淀直至洗涤液PH为7；5）洗涤至中性后的催化剂前驱体于110-120℃下干燥一定时间；6）将干燥后的催化剂前驱体在马弗炉中于550-650℃下焙烧3-5h，得到固体酸催化剂。3.根据权利要求1所述的由锂电碳酸甲乙酯生产过程中连续分离碳酸二甲酯和甲醇的方法，其特征在于，所述共沉用碱性溶液，碱性溶液的加入量最少要淹没所有的载体，为载体体积的10-20倍以上，最好是15倍，共沉时控制溶液PH值为8-14，优选PH为9；上述共沉法水浴温度为室温-99℃，优选70℃；老化温度为室温-80℃，老化时间为1小时-20天，优选60℃，老化时间5天；催化剂洗涤介质最好是水，但也不限于水，液体介质为催化剂体积的2-10倍及以上，优选2-5倍，水洗次数视洗涤流出液pH而定；催化剂干燥温度为室温-150℃，时间为1小时-10天，优选120℃，干燥3-5天；焙烧温度为150-800℃，时间为1-50小时，优选500-700℃，时间30小时。4.根据权利要求1所述的由锂电碳酸甲乙酯生产过程中连续分离碳酸二甲酯和甲醇的方法，其特征在于，所述分离碳酸二甲酯和甲醇反应方式为固定床连续反应器，碳酸二甲酯与乙醇以摩尔比1.2:1进反应精馏塔，塔顶部出来的碳酸二甲酯和甲醇用泵打液体进反应器，在上述固体酸催化剂存在条件下一步分离得到碳酸二甲酯，其空速为0.1-100h-1，反应温度50-250℃的条件下，催化