[发明专利]一种碳酸二甲酯/甲醇混合物的分离方法

说明书

本发明涉及一种碳酸二甲酯/甲醇混合液的分离方法，包括如下步骤：将所述含有碳酸二甲酯和甲醇的待分离样品与分离助剂在反应精馏塔中反应精馏完成初步分离，初步分离的产品与分离助剂二次混合、油水分相，得到粗品碳酸二甲酯，经过简单精馏塔可以得到纯度较高的碳酸二甲酯；分出的水相以及前述步骤的分离塔釜液通过简单精馏得到甲醇和回收的分离助剂。回收的分离助剂可以循环使用。所述分离助剂包括可水溶性盐和水，所述可水溶性盐选自碱金属盐、碱土金属盐和过渡金属盐中的至少一种。本发明采用水溶性盐作为主分离助剂，甲醇与盐反应生成盐的结晶醇化合物，结晶醇具有类似结晶水的特性，在较低温度下结构相对稳定。利用这种特性，可以通过反应精馏、油水分相等工艺过程使得碳酸二甲酯和甲醇很好的分离。本发明的分离方法相比于传统的分离方法，采用的原料简单易得，容易与甲醇分离，且可连续利用，分离效果高、能耗较低且经济实用。

技术领域

本发明涉及化合物分离技术领域，具体涉及一种碳酸二甲酯/甲醇混合物的分离方法。

背景技术

作为重要的工业溶剂和有机合成中间体，碳酸二甲酯(DMC)是一种低毒、环保性能优异、用途广泛的、具有发展前景的“绿色”化工原料。

甲醇也是一种重要的大宗有机化工原料，广泛用于各种工业过程。

碳酸二甲酯/甲醇混合物分离的课题由来已久。碳酸二甲酯/甲醇体系在63.5℃时共沸，共沸组成大约含甲醇70％，DMC30％。从上世纪80年代碳酸二甲酯作为新型绿色化工原料开始兴起之时，无论是碳酸二甲酯的生产还是应用，大多无法绕开碳酸二甲酯/甲醇的共存体系的分离问题。

目前文献报道的碳酸二甲酯/甲醇混合物的分离方法主要有加压精馏法、萃取精馏法、共沸精馏法、低温结晶法、膜分离法等。加压精馏法和萃取精馏法是较为主流的分离方法。加压精馏法分离的蒸汽消耗量较高，并且所用设备压力以及温度要求高，对设备要求较高，相对能耗较大；溶剂萃取法生产成本较低，但比较容易在产品中的残留溶剂杂质，进一步提高纯度难度较大，难以应用于对于纯度有较高要求的领域；低温结晶法利用DMC的凝固点(4℃)比甲醇的凝固点(-97.8℃)高的特点，选择适宜的温度使DMC凝固结晶，分离结晶后再蒸馏获得DMC，DMC的回收率可达95％～96％。但共沸物要在-35℃下结晶，然后再升温二次蒸馏，能耗大，操作困难，流程复杂。膜分离法需用到成本昂贵的分离膜，不利于降低成本。基于此，有必要提供一种分离效果高、能耗较低且经济实用的碳酸二甲酯/甲醇混合物的分离方法。

目前已有专利提出用无机物和水作为共同萃取剂，对碳酸二甲酯和甲醇进行分离，如专利CN201911363417.3通过甲醇与水的良好互溶性将甲醇萃取到水相，而盐的作用只是发挥物理作用，用于增大水相密度，加快油水分相。

甲醇作为小分子极性有机化合物，其好多性质与水相近，易于和盐类发生缔合反应生成类似结晶水的结晶醇。而缔合产物含结晶醇的盐在一定温度范围内可以稳定存在。利用这一原理对碳酸二甲酯和甲醇进行连续高效分离，用于获取高纯度DMC和甲醇未见报导。基于此，特提出本发明。

发明内容

一种碳酸二甲酯与甲醇的分离方法，包括如下步骤：

含有碳酸二甲酯和甲醇的待分离样品，样品中DMC含量20-80％，其余为甲醇以及酯交换反应过程中产生的其他微量杂质；

将所述待分离样品采用分离助剂分离；所述分离助剂包括可水溶性盐和水，所述可水溶性盐选自碱金属盐、碱土金属盐和过渡金属盐中的至少一种。

本发明采用可水溶性盐和水共同作为分离助剂，部分可水溶性盐与甲醇在较低温度下与甲醇发生缔合反应生成含结晶醇的盐，该盐具有一定的稳定性，以确保在反应精馏过程中不会大量分解，从而将大部分甲醇留在液相，而碳酸二甲酯和少量未反应的甲醇则通过汽相馏出，作为馏出液，进一步分离。