草酸二乙酯新合成过程的热力学分析和实验验证

2021-02-06 07:44:48万思玉
燃料化学学报 2021年1期

万思玉 ,石 磊

(1. 沈阳化工大学 资源化工与材料教育部重点实验室,辽宁 沈阳 110142;2. 沈阳化工大学 能源与化工产业技术研究院,辽宁 沈阳 110142;3. 沈阳化工大学 理学院,辽宁 沈阳 110142)

草酸二乙酯又名乙二酸二乙酯(DEO),常温下为无色油状液体,有芳香气味,属于中等毒性的有毒物质,能与乙醇、乙醚、乙酸乙酯等常见有机溶剂混溶,微溶于水,可燃。草酸二乙酯是重要的有机化工原料和乙基化试剂[1],能与脂肪酸酯、酰胺[2]或苯胺[3]类化合物以及许多杂环化合物[4,5]进行缩合反应。在医药方面,它是制造苯巴比妥、羧苯酯青霉素和噻苯咪唑等药物的中间体;在有机合成方面,它可用于制造塑料促进剂、纺织助剂及染料敏化电池添加剂[6]等;在其他方面,它可与腐蚀的碳酸盐基质[7]作用,形成独特的草酸盐表层,防止基质进一步腐蚀,直接代替草酸用于木屑造纸行业[8]或从植物纤维中提取半纤维糖[9];亦可以取代剧毒的氯乙酸合成丙二酸乙二酯或通过水解和脱羰基化[10,11]反应制备具有重要化工应用的草酸和碳酸二乙酯。

已商业化的草酸二乙酯合成方法有:乙醇液相氧化羰基化法[12]、间接气相氧化羰基化法[12-16]和草酸-乙醇酯化法[17]。液相氧化羰基化法以PdCl2-CuCl2基为催化剂,其在反应过程中易中毒失活,在分离过程中会因催化剂流失而活性下降[18]且不易分离。间接气相氧化羰基化法采用贵金属催化剂,其价格较高导致成本增加,该技术在连续运转过程中产生硝酸,存在设备腐蚀问题,同时副产的工业废水与原料乙醇形成共沸物,难以分离,导致产品收率低和能耗高,是一个非环境友好的过程。……

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