专利名称：一种碳酸二甲酯的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种碳酸二甲酯的制备方法，属于化工技术领域。
背景技术：
碳酸二甲酯是近年来受到国内外广泛关注的环保型化工产品。由于其分子中含有CH3-、CH3O-、CH3O-CO-、-CO-等多种官能团，因而具有良好的反应活性，可以在诸多领域替代光气、硫酸二甲酯、氯甲烷及氯甲酸甲酯等剧毒或致癌物进行羰基化、甲基化、甲酯化及酯交换等反应生成多种重要高附加值的精细化学品，在医药、农药、合成材料、染料、润滑油添加剂、食品增香剂、电子化学品等领域获得广泛应用。另一方面，其非反应性用途如溶剂、溶媒和汽油添加剂等也正在或即将实用化。
碳酸二甲酯具有优良的溶解性能，不但与其他溶剂的相溶性好，还具有较高的蒸发温度及蒸发速度快等特点，可以作为低毒溶剂用作涂料溶剂和医药行业用的溶媒等。碳酸二烷酯分子中的氧含量高达53%，亦有提高辛烷值的功能，因此，碳酸二甲酯作为最有潜力的汽油添加剂而备受国内外注目。二甲醚是一种用途广泛的产品，主要作为冷冻剂、溶剂、萃取剂、气雾剂的抛射剂和燃料等。二甲醚具有石油液化气相似的蒸汽压，可作为民用燃料使用。二甲醚十六烷酯高，是柴油发动机的理想代用燃料，而且汽车尾气污染物排放量低。二甲醚作为燃料使用是二甲醚应用潜在的巨大市场。此外，二甲醚的化学用途也十分广阔。
发明内容
本发明的目的是提供一种以清洁、无毒、环保、廉价的二甲醚和二氧化碳作为原料，制备过程反应速率快，转化率、选择性及产品收率高的碳酸二甲酯的制备方法；本方法制得的碳酸二甲酯无毒、可生物降解、使用性能优良、应用范围广泛。本发明的方法如下将二甲醚与二氧化碳按摩尔比1:4-10，在氧化镁-氧化锌复合稀土氧化物催化剂上进行反应，催化剂用量为二甲醚的0. 5-5wt%，反应温度为95 105°C，压力7. 5^8. 5MPa，二甲醚与超临界液体CO2直接合成碳酸二甲酯，其反应方程式如下
Il
O所述氧化镁-氧化锌复合稀土氧化物催化剂采用共沉淀法制备，将lmol/LMg (NO3) 2和lmol/L Zn (NO3) 2混合溶液，搅拌升温至45°C，缓慢加入lmol/L的Na2CO3溶液，控制时间约30min，调pH值至8-9，保持45 °C老化2h，静置、过滤、洗涤，11 (TC干燥12h，采用浸溃的方法，将lmol/L的硝酸镧、硝酸铈浸溃在干燥后的物料上，浸溃12小时，110°C干燥3h，500°C下焙烧3h ;其中Mg:Zn的摩尔比为1_4:1，稀土氧化物的质量百分比为0. 1_1%。本发明优点是利用二甲醚与CO2直接生成碳酸二甲酯，工艺简单，易实现产业化生产；制备过程反应速率快，转化率、产品收率高；利用了温室气体CO2，减少了环境污染；本发明的反应过程在热力学上十分有利，反应只生成碳酸二甲酯，没有其他副产物和水生成，是十分有工业应用价值的反应；制得的碳酸二甲酯无毒、可生物降解、使用性能优良、应用范围广泛。
具体实施例方式本发明以二甲醚与超临界二氧化碳液体为原料，在以氧化镁-氧化锌复合稀土氧化物催化剂上，在一定的反应温度、反应压力下直接合成碳酸二甲酯。实施例II、催化剂的制备氧化镁-氧化锌复合稀土氧化物(优选氧化镧、氧化铺)催化剂
采用共沉淀法制备，将lmol/L Mg(NO3)2和lmol/L Zn (NO3) 2混合溶液，搅拌升温至45°C，缓慢加入lmol/L的Na2CO3溶液，控制时间约30min，调pH值至8_9，保持45°C老化2h，静置、过滤、洗涤，110°C干燥12h。采用浸溃的方法，将lmol/L的硝酸镧、硝酸铈浸溃在干燥后的催化剂上，浸溃12小时，110°C干燥3h，500°C下焙烧3h。其中Mg:Zn的摩尔比为2:1。稀土氧化物的质量百分比为0. 5%。2、碳酸二甲酯的制备二甲醚与二氧化碳摩尔比为1: 6，在氧化镁-氧化锌复合稀土氧化物催化剂上(催化剂用量为二甲醚lwt%)，反应温度为10(Tl05°C，相对压力10. (TlO. 5MPa条件下，二甲醚与超临界液体CO2直接合成碳酸二甲酯，二甲醚转化率为98%，碳酸二甲酯收率为85%。
权利要求
1.一种碳酸二甲酯的制备方法，其特征是将二甲醚与二氧化碳按摩尔比1:4-10，在氧化镁-氧化锌复合稀土氧化物催化剂上进行反应，直接合成碳酸二甲酯，催化剂用量为二甲醚的O. 5-5wt%，反应温度为95 105°C，压力7. 5 8. 5Mpa。
2.根据权利要求I所述的碳酸二甲酯的制备方法，其特征是所述氧化镁-氧化锌复合稀土氧化物催化剂采用共沉淀法制备，将lmol/L Mg (NO 3)2和lmol/L Zn (NO3)2混合溶液，搅拌升温至45°C，缓慢加入lmol/L的Na2CO3溶液，控制时间约30min，调pH值至8_9，保持45°C老化2h，静置、过滤、洗涤，110°C干燥12h，采用浸溃的方法，将lmol/L的硝酸镧、硝酸铈浸溃在干燥后的物料上，浸溃12小时，110°C干燥3h，500°C下焙烧3h ;其中Mg:Zn的摩尔比为1-4:1，稀土氧化物的质量百分比为O. 1-1%。
全文摘要
本发明涉及一种碳酸二甲酯的制备方法，其特征是将二甲醚与二氧化碳按摩尔比1:4-10，在氧化镁-氧化锌复合稀土氧化物催化剂上进行反应，直接合成碳酸二甲酯，催化剂用量为二甲醚的0.5-5wt%，反应温度为95~105℃，压力7.5~8.5Mpa。其优点是利用二甲醚与CO2直接生成碳酸二甲酯，工艺简单，易实现产业化生产；制备过程反应速率快，转化率、产品收率高；利用了温室气体CO2，减少了环境污染；本发明的反应过程在热力学上十分有利，反应只生成碳酸二甲酯，没有其他副产物和水生成，是十分有工业应用价值的反应；制得的碳酸二甲酯无毒、可生物降解、使用性能优良、应用范围广泛。
文档编号B01J23/10GK102964254SQ201210486440
公开日2013年3月13日 申请日期2012年11月26日 优先权日2012年11月26日
发明者颉二旺, 张维 申请人:金骄特种新材料(集团)有限公司