背景技术
乙二醇二甲酸酯,又名二乙二醇二甲酯,为无色液体,沸点174-178℃,是高效、安全的环保型有机溶剂。广泛用于纺织助剂,用于纤维及其制品在染色或印花过程中的酸化剂;因它易于水解,故可用来代替通常使用的有机酸(如柠檬酸、醋酸)以平稳地调节染浴的PH值,提高上染率,改善可染性,节约染料消耗;同时可消除使用有机酸化剂时产生的刺激性气味和对被染纤维织物可能产生的损害;还可用为分离芳烃与烷烃的溶剂(共沸剂),用于高分子的增塑剂;还用于自硬化水玻璃复合材料。
乙二醇二甲酸酯合成的传统方法有1,4-二氧-2-己烯、苯醌反应合成乙二醇二甲酸酯,该反应产率为35%,反应时间长,原料价格高,毒性大,不利于工业化生产。乙二醇和甲酸直接酯化法是目前工业上普遍采用的方法，它以甲苯或环已烷,苯为脱水剂,采用Lewis酸催化剂如氯化锌,氯化铁,对甲苯磺酸等做催化剂,该方法的缺点是产生含酸废水,对设备腐蚀和环境污染严重,而且在酸性催化剂和高温下(温度大于120℃),乙二醇和二甘单甲酸酯都容易发生脱水反应，得到副产物增加提纯难度。
甲酸和烯烃很容易加成迅速得到低级甲酸酯,本文采用甲酸仲丁酯做反应物是因为甲酸仲丁酯很容易由甲酸和正丁烯在酸性离子交换树脂常温催化下迅速加成得到,其反应比乙酸和正丁烯加成得到乙酸仲丁酯更容易，生产技术成熟,而且正丁烯资源丰富,价格低廉,便于日后的大规模工业化生产。
制备方法[1]
将碳酸钾、乙二醇和甲酸仲丁酯按照摩尔比为0.02:1:0.7加入带有精馏塔和搅拌器的蒸馏釜，加热至塔顶温度稳定后,设定7:1的回流比采出仲丁醇和甲酸仲丁酯的共沸物,同时在3小时内第二次加入剩余的甲酸仲丁酯,甲酸仲丁酯的总加入量为乙二醇的摩尔比的4.5倍,在甲酸仲丁酯的二次加料过程中,通过控制甲酸仲丁酯的加料速度,使塔釜温度保持100-130℃,加料时间持续3小时;加料完成后,继续反应和采出仲丁醇和甲酸仲丁酯的共沸物,直至塔釜温度升至165-175℃,持续时间为3小时;塔釜是乙二醇二甲酸酯、乙二醇单甲酸酯和未完全反应的乙二醇,其中乙二醇二甲酸酯质量分数的含量为72%,塔釜物料经过滤减压精馏分离可得乙二醇单甲酸酯,过滤得到的催化剂可循环使用,最后塔釜得到质量分数含量90%以上的乙二醇二甲酸酯;塔顶采出的仲丁醇和甲酸仲丁酯的共沸物在碳酸二甲酯和甲醇共沸加压分离精馏塔中,程序升温到100℃以上,逐渐调节精馏塔压力0.4Mpa,然后以5:1的回流比回流1小时,依次可得含量99%以上的仲丁醇和甲酸仲丁酯带有少量的仲丁醇,仲丁醇可以出售也做他用,带有少量仲丁醇的甲酸仲丁酯的混合物可返回进行酯交换循环使用。
参考文献
[1] 深圳市普利凯新材料股份有限公司. 一种合成乙二醇二甲酸酯的方法:CN201610756145.3[P]. 2017-01-25.