專利名稱：循環(huán)利用磷鎢酸鈰催化劑合成月桂酸甲酯的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種循環(huán)利用磷鎢酸鈰催化劑合成月桂酸甲酯的方法，屬于化工技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
月桂酸甲酯具有類似酒香及花香的油狀液體，主要用作氣相色譜固定液、食品添加劑和有機(jī)合成試劑。月桂酸甲酯在工業(yè)化生產(chǎn)中是用硫酸、陽離子樹脂等催化月桂酸和甲醇反應(yīng)。采用濃硫酸為催化劑存在副反應(yīng)多，排放含酸性廢水，污染環(huán)境，對設(shè)備的腐蝕嚴(yán)重；采用陽離子樹脂作催化劑進(jìn)行酯化反應(yīng)，反應(yīng)后催化劑表面覆蓋一層積碳，催化劑失活，不能再應(yīng)用，處理表面積碳技術(shù)目前還處在研發(fā)階段，只能按工業(yè)廢料處理。研究報(bào)道固體超強(qiáng)酸、雜多酸無論是直接利用還是負(fù)載后應(yīng)用，都存在催化劑表面 覆蓋積碳，催化活性降低，負(fù)載催化劑還存在催化劑脫落，降低催化性能，另外有些催化劑酸性較高，有副反應(yīng)發(fā)生。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種循環(huán)利用磷鎢酸鈰催化劑合成月桂酸甲酯的方法，該方法不產(chǎn)生酸性廢水和固體廢棄物，是綠色合成工藝。技術(shù)解決方案本發(fā)明將月桂酸和無水甲醇按摩爾比1:15的比例投入到反應(yīng)釜中，加入月桂酸質(zhì)量7-7. 5%的磷鎢酸鈰作為催化劑，加熱回流反應(yīng)4-6小時(shí)，反應(yīng)結(jié)束后，減壓蒸餾回收未反應(yīng)的甲醇；將反應(yīng)釜中月桂酸甲酯和固體磷鎢酸鈰催化劑通過離心分離，上層為月桂酸甲酯，經(jīng)分離后，得到月桂酸甲酯產(chǎn)品，下層為固體磷鎢酸鈰催化劑；將下層固體磷鎢酸鈰催化劑用去離子水溶解，磷鎢酸鈰與去離子水質(zhì)量比為1:1. 5，加入鹽酸調(diào)配溶液pH值〈1，過濾除去不溶于水積碳物，得到磷鎢酸鈰水溶液，磷鎢酸鈰水溶液經(jīng)過濃縮、結(jié)晶得到固體磷鶴酸鋪，固體磷鶴酸鋪?zhàn)鳛橄麓畏磻?yīng)的催化劑；按上述方法循環(huán)利用磷鶴酸鋪?zhàn)鳛樵鹿鹚岷蜔o水甲醇反應(yīng)的催化劑，每次月桂酸轉(zhuǎn)化率均達(dá)到97%以上。發(fā)明效果本發(fā)明中催化劑活性是關(guān)鍵，磷鎢酸鈰雖然是一種溫和的催化劑，但還會有少量積碳物形成覆蓋在催化劑表面，降低磷鎢酸鈰催化劑的活性，將每次反應(yīng)后的磷鎢酸鈰直接作為下次反應(yīng)的催化劑循環(huán)利用，導(dǎo)致轉(zhuǎn)化率逐漸下降；利用磷鎢酸鈰易溶解于水的性質(zhì)，將固體磷鎢酸鈰與酯分離后，用去離子水溶解固體磷鎢酸鈰，用鹽酸調(diào)配溶液pH值〈I，過濾除去懸浮在磷鎢酸鈰溶液中不易溶解的積碳物，得到的磷鎢酸鈰溶液經(jīng)過濃縮、結(jié)晶得到固體磷鎢酸鈰，固體磷鎢酸鈰直接作為酯化反應(yīng)的催化劑，實(shí)現(xiàn)了在合成月桂酸甲酯反應(yīng)中磷鎢酸鈰催化劑的循環(huán)利用，月桂酸轉(zhuǎn)化率均達(dá)到97%，該方法便于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1在反應(yīng)釜中依次加入40g月桂酸和96g無水甲醇，加入3g磷鎢酸鈰作為催化劑，加熱回流反應(yīng)4h，反應(yīng)結(jié)束后，減壓蒸餾回收得到未反應(yīng)的甲醇；將反應(yīng)釜中月桂酸甲酯和固體磷鎢酸鈰催化劑通過離心分離，上層為月桂酸甲酯，將月桂酸甲酯分離后，得到月桂酸甲酯產(chǎn)品，月桂酸轉(zhuǎn)化率為97. 1%，下層為固體磷鎢酸鈰催化劑，用4. 5 g去離子水溶解分離出的固體磷鎢酸鈰催化劑，加入鹽酸調(diào)配溶液pH值〈1，過濾除去懸浮在磷鎢酸鈰溶液中不易溶解的積碳物，得到的磷鎢酸鈰溶液經(jīng)過濃縮、結(jié)晶得到固體磷鎢酸鈰3 g，固體磷鎢酸鈰直接作為下次酯化反應(yīng)的催化劑。
實(shí)施例2 磷鎢酸鈰催化劑第一次循環(huán)利用。在反應(yīng)釜中依次加入40g月桂酸和96g無水甲醇，加入實(shí)例I反應(yīng)后經(jīng)濃縮、結(jié)晶得到固體磷鶴酸鋪3 g,加熱回流反應(yīng),按實(shí)例I反應(yīng)方法操作，月桂酸轉(zhuǎn)化率為97%。實(shí)施例3磷鎢酸鈰催化劑第五次循環(huán)利用。在反應(yīng)釜中依次加入40g月桂酸和96g無水甲醇，加入第四次反應(yīng)后經(jīng)濃縮、結(jié)晶得到的固體磷鎢酸鈰3 g，加熱回流反應(yīng)，按實(shí)例I反應(yīng)方法操作，月桂酸轉(zhuǎn)化率為97. 2%。實(shí)施例4磷鎢酸鈰催化劑第十次循環(huán)利用。在反應(yīng)釜中依次加入40g月桂酸和96g無水甲醇，加入第九次反應(yīng)后經(jīng)濃縮、結(jié)晶得到的固體磷鎢酸鈰3 g，加熱回流反應(yīng)，按實(shí)例I反應(yīng)方法操作，月桂酸轉(zhuǎn)化率為97. 2%。實(shí)施例5磷鎢酸鈰催化劑第二十次循環(huán)利用。在反應(yīng)釜中依次加入40g月桂酸和96g無水甲醇，加入第十九次反應(yīng)后經(jīng)濃縮、結(jié)晶得到的固體磷鎢酸鈰3 g，加熱回流反應(yīng)，按實(shí)例I反應(yīng)方法操作，月桂酸轉(zhuǎn)化率為97. 1%。
權(quán)利要求
1.循環(huán)利用磷鎢酸鈰催化劑合成月桂酸甲酯的方法，其特征在于，將月桂酸和無水甲醇按摩爾比1:15的比例投入到反應(yīng)爸中,加入月桂酸質(zhì)量7-7. 5%的磷鶴酸鋪?zhàn)鳛榇呋瘎訜峄亓鞣磻?yīng)4-6小時(shí)，反應(yīng)結(jié)束后，減壓蒸餾回收未反應(yīng)的甲醇；將反應(yīng)釜中月桂酸甲酯和固體磷鎢酸鈰催化劑通過離心分離，上層為月桂酸甲酯，經(jīng)分離后，得到月桂酸甲酯產(chǎn)品，下層為固體磷鎢酸鈰催化劑；將下層固體磷鎢酸鈰催化劑用去離子水溶解，磷鎢酸鈰與去離子水質(zhì)量比為1:1. 5，加入鹽酸調(diào)配溶液pH值〈I，過濾除去不溶于水積碳物，得到磷鎢酸鋪水溶液，磷鶴酸鋪水溶液經(jīng)過濃縮、結(jié)晶得到固體磷鶴酸鋪，固體磷鶴酸鋪?zhàn)鳛橄麓畏磻?yīng)的催化劑；按上述方法循環(huán)利用磷鎢酸鈰作為月桂酸和無水甲醇反應(yīng)的催化劑，每次月桂酸轉(zhuǎn)化率均達(dá)到97%以上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種循環(huán)利用磷鎢酸鈰催化劑合成月桂酸甲酯的方法，屬于化工技術(shù)領(lǐng)域。將月桂酸和無水甲醇按比例投入到反應(yīng)釜中，加入月桂酸質(zhì)量7-7.5%的磷鎢酸鈰作為催化劑，加熱回流反應(yīng)后，減壓蒸出未反應(yīng)的甲醇；將反應(yīng)釜中月桂酸甲酯和固體磷鎢酸鈰催化劑通過離心分離，上層得到月桂酸甲酯，下層為固體磷鎢酸鈰催化劑。將下層固體磷鎢酸鈰催化劑用去離子水溶解，加入鹽酸調(diào)配溶液pH值<1，過濾除去不溶于水積碳物，得到磷鎢酸鈰水溶液，磷鎢酸鈰水溶液經(jīng)過濃縮、結(jié)晶得到固體磷鎢酸鈰，固體磷鎢酸鈰作為下次反應(yīng)的催化劑。按此方法循環(huán)利用磷鎢酸鈰作為月桂酸和無水甲醇反應(yīng)的催化劑，每次月桂酸轉(zhuǎn)化率均達(dá)到97%以上。
文檔編號C07C69/24GK103012135SQ201210500250
公開日2013年4月3日 申請日期2012年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月30日
發(fā)明者李慧琴, 陳蛟華, 韓強(qiáng) 申請人:內(nèi)蒙古科技大學(xué)