CN107188805A - 一种二甲基二碳酸盐的连续制备工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种二甲基二碳酸盐的连续制备工艺，包括以下步骤；一，材料选择；二，烧碱溶液泵入并反应；三，分层；四，萃取；五，中和解析；六，蒸馏；七，精馏，包装；八，处理达标及排放；在所述的步骤一中，选择材料为有机溶剂甲苯、相转移催化剂和氯甲酸甲酯，且有机溶剂甲苯、相转移催化剂和氯甲酸甲酯三者投料摩尔比催化剂∶甲苯∶氯甲酸甲酯＝1∶(50‑150)∶(100‑260)；在所述的步骤二中，连续泵入14％‑20％的烧碱溶液在外部冷却的情况下恒温在0‑20℃进行反应；本发明反应时间短、成本低、安全环保，适于连续工业化生产。
Description
技术领域
本发明涉及精细化工技术领域，具体地说是一种二甲基二碳酸盐的连续制备工艺。
背景技术
二甲基二碳酸盐主要用于以下类型饮料的冷杀菌：果味饮料高能饮料(含或不含二氧化碳)茶类饮料(含或不含二氧化碳)含果汁饮料(含或不含二氧化碳，果汁含量至100％)。
1、二甲基二碳酸盐(又名：维果灵)，具有式下式的化学结构，是对饮料进行杀菌的一种食品添加剂。
美国有机化学杂志J.Org.Chem.，2000，65(24)，8224-8228·DOI：10.1021/jo000820u中公开了一种制备二甲基二碳酸盐的合成方法，由三光气与甲醇试剂反应形成光气，光气再与甲醇进行取代，缩合，得到二甲基二碳酸盐。该方法使用毒性极大的三光气，并且其反应过程产生大量的盐酸气体，该法操作繁杂，反应周期长，成本高，采用的原料毒性极大无法实现工业化生产。
美国专利US7420076中公开了由三月桂胺、氯甲酸甲酯混合在甲苯或水的混合液中，在滴加入液碱进行反应得到二甲基二碳酸盐的方法。该类方法 反应时间长，收率低，得到的产品纯度不高，不适于实际生产。
法国专利Description of FR 1483560(A)中公开了由三光气、三乙胺和碳酸钾反应制得二甲基二碳酸盐的方法。
但该合成过程需要过滤，有一定的危险性，且反应时间长，收率较低，所得的产品纯度也不高，不适合实际生产。
国内专利ZL 2011 1 0110402.3公开了一种二甲基二碳酸盐的制备方法，该制备方法以在不溶于水的有机溶剂中，以季铵盐为催化剂，以氯甲酸甲酯和碱溶液为原料，在一定温度下进行反应，反应结束后分层，有机层经脱水干燥剂无水氯化钙或无水硫酸镁处理后减压蒸馏收集馏分，得到产品二甲基二碳酸盐。该反应季铵盐不能回收利用，脱水过程是间歇操作，存在一定操作危险性，不适于工业化连续性生产。
发明内容
针对上述现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种二甲基二碳酸盐的连续制备工艺，它在不溶于水的有机溶剂中，以相转移催化剂，以氯甲酸甲酯和碱液为原料，在连续进料的情况下在0-20℃下进行反应，反应后的有机相连续经过分层、萃取、甲苯减压蒸馏、产品减压精馏，得到产品二甲基二碳酸盐。
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种二甲基二碳酸盐的连续制备工艺，包括以下步骤；步骤一，材料选择；步骤二，烧碱溶液泵入并反应；步骤三，分层；步骤四，萃取；步骤五，中和解析；步骤六，蒸馏；步骤七，精馏，包装；步骤八，处理达标及排放。
其中在所述的步骤一中，选择材料为有机溶剂甲苯、相转移催化剂和氯甲酸甲酯，且有机溶剂甲苯、相转移催化剂和氯甲酸甲酯三者投料摩尔比催化剂∶甲苯∶氯甲酸甲酯＝1∶(50-150)∶(100-260)。
在所述的步骤二中，连续泵入14％-20％的烧碱溶液在外部冷却的情况下恒温在0-20℃进行反应。
在所述的步骤三中，将步骤二中反应后的粗品溢流至粗品罐进行分层。
在所述的步骤四中，将步骤二中反应后的含有催化剂的有机相连续泵入二级萃取塔进行萃取。
在所述的步骤五中，将步骤四中萃取后的含盐催化剂进入催化剂回收罐，由于催化剂在萃取剂硫酸的溶解度大于有机相，含催化剂的萃余相经过酸碱中和，催化剂就被解析出来，和含盐水相分层后加以回收再次重复利用。
在所述的步骤六中，萃取后的有机相则通过泵连续泵入甲苯蒸馏塔，甲苯蒸馏塔塔顶真空控制在20毫巴，在蒸汽供热的条件下，甲苯和少量氯甲酸甲酯蒸馏出来，收集后再次循环利用。
在所述的步骤七中，从甲苯蒸馏塔底部出来的产品泵入产品精馏塔，产品精馏塔塔顶真空控制在10毫巴，在真空的作用下，精馏后的产品进入产品收集罐，分析合格后泵入产品罐待包装，不合格则泵入粗品罐再次提纯。
在所述的步骤八中，真空尾气中含有极少量的甲苯等副产物则进入尾气系统进行处理达标排放。
作为本发明的进一步技术方案：所述的步骤一中，有机溶剂甲苯、相转移催化剂和氯甲酸甲酯三者投料摩尔比催化剂∶甲苯∶氯甲酸甲酯＝1∶100∶180。
作为本发明的进一步技术方案：所述的步骤二中，烧碱溶液浓度采用为 17％浓度的烧碱浓度。
采用上述技术方案后，本发明和现有技术相比所具有的优点是：
本发明采用新型相转移催化技术，以不溶于水的有机溶剂为载体，将氯甲酸甲酯和碱溶液在催化剂的作用下进行反应，反应后的粗品经过相相分离、催化剂萃取回收、萃取后的有机相蒸馏回收甲苯，甲苯回收后的有机相再次精馏得到产品二甲基二碳酸盐。且回收来的催化剂和溶剂可以再次重复利用。本发明反应时间短、成本低、安全环保，适于连续工业化生产。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：
图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
以下所述仅为本发明的较佳实施例，并不因此而限定本发明的保护范围。
实施例，如图1所示，一种二甲基二碳酸盐的连续制备工艺，包括以下步骤；步骤一，材料选择；步骤二，烧碱溶液泵入并反应；步骤三，分层；步骤四，萃取；步骤五，中和解析；步骤六，蒸馏；步骤七，精馏，包装；步骤八，处理达标及排放。
其中在所述的步骤一中，选择材料为有机溶剂甲苯、相转移催化剂和氯甲酸甲酯，且有机溶剂甲苯、相转移催化剂和氯甲酸甲酯三者投料摩尔比催化剂∶甲苯∶氯甲酸甲酯＝1∶(50-150)∶(100-260)。
在所述的步骤二中，连续泵入14％-20％的烧碱溶液在外部冷却的情况下恒温在0-20℃进行反应。
在所述的步骤三中，将步骤二中反应后的粗品溢流至粗品罐进行分层。
在所述的步骤四中，将步骤二中反应后的含有催化剂的有机相连续泵入 二级萃取塔进行萃取。
在所述的步骤五中，将步骤四中萃取后的含盐催化剂进入催化剂回收罐，由于催化剂在萃取剂硫酸的溶解度大于有机相，含催化剂的萃余相经过酸碱中和，催化剂就被解析出来，和含盐水相分层后加以回收再次重复利用。
在所述的步骤六中，萃取后的有机相则通过泵连续泵入甲苯蒸馏塔，甲苯蒸馏塔塔顶真空控制在20毫巴，在蒸汽供热的条件下，甲苯和少量氯甲酸甲酯蒸馏出来，收集后再次循环利用。
在所述的步骤七中，从甲苯蒸馏塔底部出来的产品泵入产品精馏塔，产品精馏塔塔顶真空控制在10毫巴，在真空的作用下，精馏后的产品进入产品收集罐，分析合格后泵入产品罐待包装，不合格则泵入粗品罐再次提纯。
在所述的步骤八中，真空尾气中含有极少量的甲苯等副产物则进入尾气系统进行处理达标排放。
作为本发明的进一步技术方案：所述的步骤一中，有机溶剂甲苯、相转移催化剂和氯甲酸甲酯三者投料摩尔比催化剂∶甲苯∶氯甲酸甲酯＝1∶100∶180。
作为本发明的进一步技术方案：所述的步骤二中，烧碱溶液浓度采用为17％浓度的烧碱浓度。
本发明采用DCS系统控制，大力降低生产成本、生产装置更先进、更环保、更安全。国内同行业还没有采用该系统；
本发明采用新型相转移催化剂，使得产品反应时间短，产品收率大幅提高；
本发明采用新萃取剂硫酸，保证产品品质更稳定。
本发明采用了尾气处理系统，实现了环保化。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其它的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同替换和改进，均应包含在本发明技术方案的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种二甲基二碳酸盐的连续制备工艺，包括以下步骤；步骤一，材料选择；步骤二，烧碱溶液泵入并反应；步骤三，分层；步骤四，萃取；步骤五，中和解析；步骤六，蒸馏；步骤七，精馏，包装；步骤八，处理达标及排放；其特征在于：
其中在所述的步骤一中，选择材料为有机溶剂甲苯、相转移催化剂和氯甲酸甲酯，且有机溶剂甲苯、相转移催化剂和氯甲酸甲酯三者投料摩尔比催化剂∶甲苯∶氯甲酸甲酯＝1∶(50-150)∶(100-260)；
在所述的步骤二中，连续泵入14％-20％的烧碱溶液在外部冷却的情况下恒温在0-20℃进行反应；
在所述的步骤三中，将步骤二中反应后的粗品溢流至粗品罐进行分层；
在所述的步骤四中，将步骤二中反应后的含有催化剂的有机相连续泵入二级萃取塔进行萃取；
在所述的步骤五中，将步骤四中萃取后的含盐催化剂进入催化剂回收罐，由于催化剂在萃取剂硫酸的溶解度大于有机相，含催化剂的萃余相经过酸碱中和，催化剂就被解析出来，和含盐水相分层后加以回收再次重复利用；
在所述的步骤六中，萃取后的有机相则通过泵连续泵入甲苯蒸馏塔，甲苯蒸馏塔塔顶真空控制在20毫巴，在蒸汽供热的条件下，甲苯和少量氯甲酸甲酯蒸馏出来，收集后再次循环利用；
在所述的步骤七中，从甲苯蒸馏塔底部出来的产品泵入产品精馏塔，产品精馏塔塔顶真空控制在10毫巴，在真空的作用下，精馏后的产品进入产品收集罐，分析合格后泵入产品罐待包装，不合格则泵入粗品罐再次提纯；
在所述的步骤八中，真空尾气中含有极少量的甲苯等副产物则进入尾气系统进行处理达标排放。
2.根据权利要求1所述的一种二甲基二碳酸盐的连续制备工艺，其特征在于：所述的步骤一中，有机溶剂甲苯、相转移催化剂和氯甲酸甲酯三者投料摩尔比催化剂∶甲苯∶氯甲酸甲酯＝1∶100∶180。
3.根据权利要求1所述的一种二甲基二碳酸盐的连续制备工艺，其特征在于：所述的步骤二中，烧碱溶液浓度采用为17％浓度的烧碱浓度。
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