[发明专利]分离碳酸二甲酯和甲醇共沸物的方法

说明书

分离碳酸二甲酯和甲醇共沸物的方法。本发明涉及一种碳酸二甲酯和甲醇的分离方法，主要解决采用离子液体作为萃取剂时连续生产过程中装置运行不稳定的问题。所述分离方法为萃取精馏，所述萃取精馏采用混合萃取剂，其中混合萃取剂之一为阴离子为双三氟甲磺酰亚胺根的离子液体，混合萃取剂之二为二乙二醇二甲醚、三乙二醇二甲醚或四乙二醇二甲醚中的一种。该分离方法可实现碳酸二甲酯和甲醇连续分离，产品质量和装置运行稳定，可用于工业生产过程中。

技术领域

本发明涉及一种碳酸二甲酯和甲醇的分离方法，具体来说，涉及一种碳酸二甲酯和甲醇的连续萃取精馏分离方法。

背景技术

碳酸二甲酯(DMC)是一种环境友好的化工中间体，广泛用于甲基化、羰基化、羰基甲基化和甲氧基化等反应，被誉为当今有机合成的“新基石”。工业上通常采用酯交换法生产碳酸二甲酯，在生产过程中，碳酸二甲酯与甲醇形成共沸物，难以用普通精馏方法分离。

近年来已有萃取精馏、加压精馏、共沸精馏和膜分离等工艺技术用于生产高纯度碳酸二甲酯。与后面三种工艺相比，萃取精馏具有能耗低、工艺简单和溶剂选择广泛等优势，是节能降耗分离碳酸二甲酯与甲醇共沸物的技术趋势。

专利CN103159586A公开了一种碳酸二甲酯—甲醇共沸混合物连续萃取精馏分离方法。常压下，用乙二醇作为萃取剂，溶剂比为1～3，但萃取剂乙二醇与碳酸二甲酯和甲醇存在分相区，导致分离效率降低，能耗增加。专利CN105037162A以N,N—二甲基酰胺、N—甲酰吗啉或二者以任意比例组成的混合物为萃取剂，萃取精馏塔、溶剂回收塔的操作条件在常压或减压下，萃取精馏塔塔顶馏出物与萃取剂的比例为0.5:1—10:1，萃取剂与混合物的进料比(质量)为1:10—5:1，但采用易挥发的N,N-二甲基酰胺、N-甲酰吗啉或两者混合物作为萃取剂，易导致环境污染问题。专利CN1367772A采用苯酚为萃取剂通过萃取蒸馏在蒸馏柱中分离甲醇和碳酸二甲酯，但苯酚熔点较高，在常温下易结晶造成管道堵塞问题。

综上所述，现有萃取精馏技术所采用的传统萃取剂在分离效果、装置运行和环境保护等方面仍有提高空间。离子液体由阴阳离子构成，具有不挥发、热稳定性优良、结构可设计和熔点低等优良性质，被认为是一种新型的绿色溶剂，近年来在化学反应、化工分离和气体处理等领域得到广泛应用与研究。专利CN 102180791A以1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐作为萃取剂分离乙酸甲酯-甲醇混合物，分离出纯度较高的乙酸甲酯，但采用间歇精馏技术，分离效率低。专利CN 104761422A以1-丁基-3-甲基咪唑氯盐作为萃取剂分离碳酸二甲酯和甲醇混合物，分离出纯度较高的碳酸二甲酯，但甲醇纯度较低，且采用间歇精馏技术，分离效率低。因此，开发能够稳定运行的离子液体连续萃取精馏用于碳酸二甲酯和甲醇共沸物具有实际应用价值。

发明内容

为解决碳酸二甲酯和甲醇共沸物分离中存在的离子液体作为萃取剂不能连续运行的问题，本发明提供一种连续萃取精馏分离方法，该方法具有分离效果好，装置连续运行稳定的优点。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：一种碳酸二甲酯和甲醇的分离方法，所述分离方法为萃取精馏，所述萃取精馏采用含离子液体的混合溶剂作为混合萃取剂。

上述技术方案中，优选地，所述离子液体的阴离子为双三氟甲磺酰亚胺根；优选地，阳离子选自1，3-烷基取代的咪唑阳离子[R₁R₃im]⁺或N-烷基吡啶阳离子[Rpy]⁺，其中烷基选自甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、叔丁基或己基，优选乙基或正丁基。

上述技术方案中，优选地，所述混合萃取剂含二乙二醇二甲醚、三乙二醇二甲醚或四乙二醇二甲醚中的一种，优选三乙二醇二甲醚。

上述技术方案中，优选地，所述混合萃取剂由三乙二醇二甲醚与离子液体任意比例组成，优选离子液体质量分数为40～80％，本发明一优选实施例中，离子液体质量分数为80％。