CN103709040A - 一种碳酸二甲酯的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于化工催化领域,公开了一种碳酸二甲酯的制备方法,即以甲醇、CO和O2为原料,以炭基负载纳米Cu为催化剂合成碳酸二甲酯的方法,在反应器中加入催化剂,再加入甲醇,在温度为120-180℃,压力为0.4-0.8Mpa条件下,同时通入CO和O2反应2-5h制得。通过此方法制得碳酸二甲酯由于反应过程中没有常规方法中存在的Cl离子,则不会对设备造成腐蚀,降低成本的同时也克服了因为Cl离子的流失而导致催化剂失活的问题。
Description
技术领域
本发明属于化工领域,具体涉及到一种碳酸二甲酯的制备方法
背景技术
甲醇是一种以煤或天然气为原料生产的大宗化学品,其深度加工是许多国家竞相开发的重要研究领域.在众多甲醇下游产品中,绿色化学品碳酸二甲酯(DMC)近年来受到了极大的关注.DMC用途极为广阔,可以取代光气、硫酸二甲酯、氯甲酸甲酯等剧毒或致癌化学品进行有机合成,也可以作为高品质溶媒或燃油添加剂.随着我国对机动车排放标准的进一步升级,DMC用于燃油添加剂的市场发展空间十分巨大。碳酸二甲酯可用于制备聚氨酯、聚碳酸酯、医药、农药、香料等;可代替硫酸二甲脂作羰基化剂、甲基化剂和甲酯化剂;还可作高新烷值汽油增进剂,是近年来石油化工热门产品,并可衍生一系列新的化工产品,被誉为有机合成的新基块。以甲醇氧化羰基化合成DMC,原料来源、市场需求和化工产品系列化方面都具有明显的优势,是21世纪极有吸引力的基本化工原料,特别是在石油资源贫乏的地区,DMC对当地化工生产具有重要的作用。
碳酸二甲酯是正在崛起的化工原料新产品,1992年欧洲登记为非毒性化学品,在众多DMC合成工艺中,甲醇气相氧化羰基化法以甲醇、CO和O2为原料,生产成本低,产物选择性高,是一条符合我国以煤为主要能源的重要绿色化工路线,但目前在甲醇气相氧化羰基化法中由于在反应过程中容易发生Cl-容易发生流失,导致设备腐蚀和活性逐渐降低。
发明内容
针对上述问题,本发明提供一种以甲醇、CO和O2为原料,以炭基负载纳米Cu为催化剂合成碳酸二甲酯的方法,具体步骤如下,
1)在反应器中加入催化剂,再加入甲醇,在温度为120-180℃,压力为0.4-0.8Mpa条件下,同时通入CO和O2反应2-5h;
2)反应后的混合物经气液分离器分离得到液相混合物;
3)将步骤2)的液相混合物经蒸馏得碳酸二甲酯。
优选地,在本发明中所述CO的流量为40-120ml/min,O2的流量为4-10ml/min。
优选地,在本发明中所述甲醇的流量为0.02-0.1ml/min;
在本发明中,所述炭基负载纳米Cu催化剂通过溶胶-凝胶法制得,即以淀粉为炭源,以Cu(NO3)2为原料制得。
对于甲醇氧化羰基化合成DMC反应,微孔起着最为重要的作用,大量的微孔结构能使反应物小分子(CH3OH,CO和O2)在通道中快速吸脱附,从而提高反应速率;一定量的介孔结构有利于反应物分子快速传输。本发明中采用用溶胶-凝胶法制得的Cu/C催化剂,此催化剂的稳定性好,孔径变化不大,在甲醇氧化羰基化合成DMC反应中催化活性很高,因此通过本发明制备DMC具有的有益效果是:
反应过程中没有常规方法中存在的Cl离子,则不会对设备造成腐蚀,降低成本的同时也克服了因为Cl离子的流失而导致催化剂失活的问题。
具体实施方式
实施例1
向反应器中加入催化剂0.3克,以0.02ml/min的流量通入甲醇,在温度为120℃,压力为0.4Mpa的条件下,同时分别以40ml/min和4ml/min的速度通入CO和O2,反应3h后,反应后的混合物经气液分离器分离得到液相混合物,再将液相混合物经蒸馏得碳酸二甲酯。
实施例2
向反应器中加入催化剂0.3克,以0.08ml/min的流量通入甲醇,在温度为150℃,压力为0.6Mpa的条件下,同时分别以80ml/min和8ml/min的速度通入CO和O2,反应5h后,反应后的混合物经气液分离器分离得到液相混合物,再将液相混合物经蒸馏得碳酸二甲酯。
实施例3
向反应器中加入催化剂0.4克,以0.1ml/min的流量通入甲醇,在温度为160℃,压力为0.6Mpa的条件下,同时分别以120ml/min和8ml/min的速度通入CO和O2,反应4h后,反应后的混合物经气液分离器分离得到液相混合物,再将液相混合物经蒸馏得碳酸二甲酯。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种碳酸二甲酯的制备方法,其特征在于,以甲醇、CO和O2为原料,以炭基负载纳米Cu为催化剂合成碳酸二甲酯,具体步骤如下:
1)在反应器中加入催化剂,再加入甲醇,在温度为120-180℃,压力为0.4-0.8Mpa条件下,同时通入CO和O2反应2-5h;
2)反应后的混合物经气液分离器分离得到液相混合物;
3)将步骤2)的液相混合物经蒸馏得碳酸二甲酯。
2.根据权利要求1所述的一种碳酸二甲酯的制备方法,其特征在于,所述CO的流量为40-120ml/min,O2的流量为4-10ml/min。
3.根据权利要求1所述的一种碳酸二甲酯的制备方法,其特征在于,所述甲醇的流量为0.02-0.1ml/min。
4.根据权利要求1所述的一种碳酸二甲酯的制备方法,其特征在于,所述炭基负载纳米Cu催化剂通过溶胶-凝胶法制得,即以淀粉为炭源,以Cu(NO3)2为原料制得。
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CN108126704A (zh) * | 2017-12-20 | 2018-06-08 | 中国科学院山西煤炭化学研究所 | 一种铈铁锆复合氧化物催化剂及制备方法和应用 |
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- 2013-12-02 CN CN201310672361.6A patent/CN103709040A/zh active Pending
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CN108126704A (zh) * | 2017-12-20 | 2018-06-08 | 中国科学院山西煤炭化学研究所 | 一种铈铁锆复合氧化物催化剂及制备方法和应用 |
CN108126704B (zh) * | 2017-12-20 | 2021-04-02 | 中国科学院山西煤炭化学研究所 | 一种铈铁锆复合氧化物催化剂及制备方法和应用 |
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