手機(jī)掃碼訪問本站
微信咨詢
草酸二甲酯化學(xué)式CH3OOCCOOCH3。分子量118.09。熔點(diǎn)50~54℃,沸點(diǎn)163.5℃,相對密度1.148,折光率1.379。溶于乙醚、苯、氯仿,微溶于水。與某些酮可進(jìn)行縮合反應(yīng)。草酸二甲酯主要用于有機(jī)合成,也可用于增塑劑、制藥、農(nóng)藥等行業(yè)。一氧化碳?xì)庀啻呋悸?lián)合成草酸二甲酯作為合成氣制乙二醇技術(shù)的一部分,已成為國內(nèi)碳一化學(xué)及有機(jī)化工領(lǐng)域中重要的研究課題。先后有中科院成都有機(jī)化學(xué)研究所、中科院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所、西南化工研究院、浙江大學(xué)、天津大學(xué)、華東理工大學(xué)等研究單位致力于該領(lǐng)域的催化劑研制、工藝條件評選和工程開發(fā)。
草酸二甲酯作為重要的化工和醫(yī)藥原料,常被用于制備各種有機(jī)溶劑、萃取劑、粘合劑、增塑劑及多種醫(yī)藥中間體,如用來合成維生素B13,加氫制備乙醇酸甲酯,乙二醇,代替草酸二乙酯合成磺胺甲惡唑等。如利用草酸二甲酯代替草酸二乙酯作為起始原料,在不改變其余生產(chǎn)工藝和原料的情況下,經(jīng)過克氏、酸化、環(huán)合和氨解等多步反應(yīng)生產(chǎn)5-甲基-3-甲酰基異惡唑,并對所得產(chǎn)品進(jìn)行檢驗(yàn)分析,發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量無差異;同時(shí),由于草酸二甲酯的價(jià)格較草酸二乙酯低,降低了產(chǎn)品的生產(chǎn)成本,提高了其在市場上的競爭力。草酸二甲酯還可與氨作用可以生成草酰胺,草酰胺可用作硝化纖維制品的穩(wěn)定劑,并可在燃?xì)獍l(fā)生劑中用作發(fā)氣劑和降溫劑,同時(shí)草酰胺也可用作緩釋氮肥等。
方法1:傳統(tǒng)的草酸酯合成方法是以草酸與一元醇為原料,以無機(jī)酸(如濃硫酸等):或強(qiáng)酸性離子交換樹脂為催化劑,在反應(yīng)釜中進(jìn)行酯化反應(yīng)。反應(yīng)方程式如下:
由于反應(yīng)過程中產(chǎn)生大量水,且產(chǎn)生的水不利于酯化反應(yīng)的正向進(jìn)行,故需及時(shí)將反應(yīng)產(chǎn)生的水移出體系。工業(yè)生產(chǎn)時(shí)通常在反應(yīng)體系中加入一定量的帶水劑,用以除去反應(yīng)過程中生產(chǎn)的大量水。以傳統(tǒng)的草酸二乙酯的生成工藝為例介紹草酸酯生產(chǎn)方法:首先對草酸、乙醇與帶水劑的混合液進(jìn)行第一次酯化,加熱分水回流一段時(shí)間后對產(chǎn)品進(jìn)行蒸餾;其次再與帶水劑和乙醇的混合液進(jìn)行二次酯化和蒸餾,得到粗產(chǎn)品草酸二乙酯,減壓蒸餾后可得成品草酸二乙酯。整個(gè)反應(yīng)過程需20~24小時(shí),草酸酯的收率可達(dá)80%以上。
方法2:一氧化氮制取并羰化合成草酸二甲酯。用羰化反應(yīng)的原料一氧化碳作為氣體攪拌,亞硝酸鈉與稀硝酸在NO制備反應(yīng)器中充分反應(yīng)制得一氧化氮,與攪拌用的一氧化碳一起補(bǔ)充到草酸二甲酯循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行酯化、羰化,最終合成草酸二甲酯;具體包括如下工藝步驟:
①NO制取過程稀硝酸濃度控制在50-65%,亞硝酸鈉溶液濃度控制在30-45%,CO純度不小于98.5%,CO與生成的NO比例CO∶NO=1-8;
②酯化反應(yīng)前設(shè)置獨(dú)立的氣體混合器,使純度大于99%的氧與循環(huán)氣充分混合并初步發(fā)生NO的氧化反應(yīng),然后混合氣進(jìn)入酯化反應(yīng)器生成亞硝酸甲酯;其中,酯化反應(yīng)器采用填料塔,理論板數(shù)10-40塊,頂部設(shè)置冷卻器,冷凝液全回流,回流液中甲醇的含量大于99%,底部設(shè)置再沸器,塔釜溫度為70-120℃;新鮮甲醇補(bǔ)入設(shè)置在回流罐,純度不小于99.8%;
③由酯化反應(yīng)器頂部出來的氣體經(jīng)氣體凈化器處理,除去雜質(zhì)組份后與原料CO混合進(jìn)入羰化反應(yīng)器,壓力為0.1-0.5MPa,反應(yīng)溫度為120-150℃,最終生成草酸二甲酯;
④從羰化反應(yīng)器出來的物料進(jìn)入甲醇洗滌塔,利用液態(tài)甲醇將混合氣中草酸二甲酯洗凈;該塔設(shè)置塔頂冷卻器與塔釜再沸器,塔頂溫度為10-20℃,塔釜溫度為70-110℃,新鮮甲醇補(bǔ)入到回流罐,醇洗甲醇用量與混合氣量摩爾比為1∶4-8;
⑤甲醇洗滌塔頂部出來的混合氣經(jīng)過汽液分離器分離,分離精度為5-30μm,然后經(jīng)循環(huán)氣壓縮機(jī)增壓送到酯化反應(yīng)器;
⑥從甲醇洗滌塔底部出來的物料進(jìn)入草酸二甲酯精制塔,塔頂溫度為60-75℃,塔釜溫度為150-170℃,塔底得到草酸二甲酯產(chǎn)品,塔頂為甲醇、碳酸二甲酯和水。
[1] 化合物詞典
[2] 合成草酸二甲酯及草酸二乙酯的自催化酯化反應(yīng)研究
[3] CN201210542727.3一種一氧化氮制取并羰化合成草酸二甲酯的方法