CN105523930B - 生产醋酸乙烯所用的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及生产醋酸乙烯所用的方法，主要解决醋酸甲酯先后经羰基化、裂解路线制备醋酸乙烯时醋酸乙烯的收率和选择性低的问题。通过采用生产醋酸乙烯所用的方法，包括以下步骤：醋酸甲酯羰基化获得双醋酸亚乙酯；双醋酸亚乙酯经裂解获得醋酸乙烯；所述羰基化催化剂采用SiO2、Al2O3或者其混合物为载体，活性组分包括钴和选自铟、钒和镨中的至少一种的技术方案，较好的解决了该技术问题，可用于醋酸乙烯的工业生产中。
Description
技术领域
本发明涉及生产醋酸乙烯所用的方法。
背景技术
醋酸乙烯，即乙酸乙烯酯(vinyl acetate,简称VAC或VAM),在室温下是无色透明易燃的液体，带有甜的醚香味。它是世界上产量较大的有机化工原料之一，广泛用于生产聚醋酸乙烯(PVAc)、聚乙烯醇、涂料、浆料、粘合剂、维纶、薄膜、乙烯基共聚树脂、缩醛树脂等一系列化工和化纤产品，广泛用于各行各业。
醋酸乙烯的生产国内外均采用乙烯气相法和乙炔气相法工艺，属于石油化工工艺路线，自C1化学兴起后，20世纪80年代，美国哈尔康(Halcon)公司和英国石油(BP)公司先后提出由甲醇和合成气制备醋酸乙烯的新工艺-羰基法合成醋酸乙烯。该工艺不依赖石油化工原料，而是通过醋酸甲酯与合成气的羰基化反应，合成中间体双醋酸亚乙酯(EDDA)，再经过热裂解生产醋酸乙烯和醋酸。整个工艺的新颖部分是醋酸甲酯的加氢甲酰化反应，催化剂用氯化铑并用β-甲基吡啶和碘甲烷改性，一氧化碳插入反应是整个技术的关键点。
美国专利US5354886(标题为：Catalysts on inorganic carriers forproducing ethylidene diacetate)提到将RhCl3或者铑化合物负载在硅藻土、氧化钛、氧化镁、氧化铝和氧化锌上制成负载型催化剂。以醋酸甲酯、一氧化碳和氢气为原料，在极性溶剂条件下，在上述催化剂下反应合成双醋酸亚乙酯。US4843170(标题为：Process forproduing vinyl acetate)中提到利用氢卤酸、硫酸、硝酸、多磷酸、苯磺酸、烷基磺酸等作为双醋酸亚乙酯裂解制备醋酸乙烯的催化剂。上述方法在合成醋酸乙烯过程中存在醋酸乙烯收率低和选择性不高的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是醋酸乙烯收率低及选择性不高的问题，提供一种新的生产醋酸乙烯所用的方法，该方法具有醋酸乙烯收率高和选择性高的特点。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：生产醋酸乙烯所用的方法，包括以下步骤：(1)以醋酸甲酯、一氧化碳和氢气为原料，在羰基化催化剂存在下进行羰基化反应获得双醋酸亚乙酯；(2)在裂解催化剂存在下，使双醋酸亚乙酯裂解获得醋酸乙烯；其中，所述羰基化催化剂采用SiO2、Al2O3或者其混合物为载体，活性组分包括钴和选自铟、钒和镨中的至少一种。例如所述催化剂活性组分可以包括钴和铟、钴和钒、钴和镨、或者包括钴、铟和镨、或者包括钴、铟、钒和镨。
上述技术方案中，所述催化剂中钴的含量优选为3.00～15.00g/L，更优选为5.00～10.00g/L；选自铟、钒和镨中的至少一种的含量优选为0.50～8.00g/L，更优选为1.00～5.00g/L。所述催化剂所用的载体比表面优选为50～300m2/g，更优选为150～200m2/g，孔容优选为0.80～1.20，更优选为0.90～1.00。上述技术方案中所述碘化物优选为碘甲烷。
上述技术方案中，所述羰基化催化剂制备方法，包括如下步骤：
①按催化剂的组成将包括钴化合物、铟化合物、钒化合物和镨化合物的溶液与载体混合；
②干燥。
上述技术方案中，步骤①所述钴化合物优选自羰基钴、硝酸钴、氯化钴和醋酸钴中的至少一种；步骤①所述铟化合物优选自醋酸铟、硝酸铟、三氯化铟和三甲基铟中的至少一种；步骤①所述钒化合物优选自三氯化钒和五氧化二钒中的至少一种；步骤①所述镨化合物优选自三氯化镨、三氧化二镨和氮化镨中的至少一种；步骤②所述干燥温度为80～120℃，更优选为100～120℃。
上述技术方案中，按催化剂的组成将包括钴化合物、铟化合物、钒化合物和镨化合物与载体混合方式没有特别限制，它们的水溶液与载体接触的时机也没有特别限制。例如可以在将本发明按催化剂的组成将包括钴化合物、铟化合物、钒化合物和镨化合物先混合溶于水，也可以是将它们的化合物依次形成水溶液后进行混合再与载体接触，还可以不同顺序与载体接触得到所述催化剂。
本发明方法的关键在于羰基化催化剂的选择，在得到羰基化催化剂以后，通过使羰基化催化剂与所述助催化剂接触即可用于羰基化反应。羰基化催化剂与助催化剂接触的方式没有特别限制，对使两者接触的时机也没有特别限制。例如可以在将本发明羰基化催化剂用于化学反应之前使两者接触形成所述催化剂，还可以使两者在本发明催化剂所应用的反应体系中接触使催化剂原位生成。
本发明的关键是羰基化催化剂的选择，本领域技术人员知道如何根据实际需要确定合适的反应温度、反应时间、反应压力和物料的配比。但是，上述技术方案中反应的温度优选为130～200℃；反应的压力优选为3.0～10.0MPa；反应的时间优选为3.0～10.0h。一氧化碳与氢气的摩尔比优选为0.10～10.0。
本发明醋酸甲酯合成醋酸乙烯的方法中，步骤(1)结束后，可以对羰基化反应的混合物进行分离获得目标产物双醋酸亚乙酯再进行步骤(2)，也可以步骤(1)生成双醋酸亚乙酯后不分离出来直接进行步骤(2)。本领域技术人员熟知选择合适的裂解催化剂和确定合适的裂解反应温度、时间和物料配比。常用的裂解催化剂有质子酸(如HI、HBr、HCl、HF、H2SO4、H3PO4、HNO3、H3BO3、HClO3、HBrO3、HIO3、多磷酸、烷基磺酸、苯磺酸等)、路易斯酸(如IIA、IIIA、IVA、VA、VIA、IIIB、IVB、VB、VIB、VIIB、VIII金属卤素化合物)。本发明中优选苯磺酸作为裂解催化剂，合适的裂解温度优选为100～180℃；裂解反应压力优选0～1.0MPa；裂解反应时间优选为10～60min；苯磺酸裂解催化剂占原料总量的3.0～7.0％；溶剂优选醋酸和醋酐中的至少一种。
本发明产物经冷却、减压、分离后采用气相色谱-质谱联用仪(GC-MASS)分析，按下列公式计算醋酸甲酯的转化率和醋酸乙烯的收率和选择性：
与现有技术相比，本发明的关键是步骤(1)羰基化催化剂的活性组分中包括钴和其余活性组分选自铟、钒和镨，有利于提高羰基化催化剂的活性和稳定性，从而提高了醋酸乙烯的收率和选择性。
实验结果表明，本发明所制备的醋酸乙烯收率达58.43％，选择性达到81.25％，取得了较好的技术效果，尤其是羰基化催化剂中活性组分包括钴和同时包括铟、钒和镨时，取得了更加突出的技术效果，可以用于醋酸乙烯的合成中。下面通过实施例对本发明作进一步阐述。
具体实施方式
【实施例1】
羰基化催化剂的制备：将含8.56gCo和含2.97gIn的Co2(CO)8、In(OAc)3·6H2O充分混合溶解于浓度为10wt％醋酸水溶液中，得到浸渍液400ml，将1.0L比表面为170m2/g，孔容为0.95，直径为5.6mm的球形SiO2载体浸渍在上述浸渍液中，静置3h于100℃干燥，得到所述催化剂。所述羰基化催化剂经ICP分析，Co含量为8.56g/L，In含量2.97g/L。
醋酸乙烯的合成：
步骤(1)：将1.5mol醋酸、0.05mol羰基化催化剂、0.10mol碘甲烷和0.45mol醋酸甲酯加入500ml钛材反应釜内，先用氩气排出釜内空气后充压至2.0MPa，然后通入一氧化碳和氢气直至压力8.0MPa，提高搅拌速度至1500rpm，同时搅拌加热升温至反应温度，控制反应温度为175℃，一氧化碳与氢气的摩尔比为2:1，持续反应7.5h后，停止反应。将反应釜降至室温，将反应得到的产物用水洗涤3次，有机物进入油相，经精馏提纯除去溶剂、醋酸乙酯、乙醛以及其他副产物，得到双醋酸亚乙酯。
步骤(2)：将上述双醋酸亚乙酯20ml、醋酐30ml、0.01mol苯磺酸加入容积为150ml反应釜的精馏反应塔，先用氩气排出釜内空气后充压至0.32MPa，提高搅拌速度至600rpm，同时搅拌加热升温至反应温度，控制反应温度为144℃，持续反应50min后，停止反应。
产物分析：将上述反应得到的反应混合物冷却、减压、分离，液相采用气相色谱-质谱联用仪(GC-MASS)分析。
经计算醋酸乙烯的收率为58.43％，选择性为81.25％，为了便于说明和比较，将催化剂的制备条件、反应条件、物料进料量、醋酸乙烯的收率和选择性分别列于表1和表2。
【实施例2】
羰基化催化剂的制备：将含8.56gCo和含2.97gV的Co2(CO)8、VCl3充分混合溶解于浓度为10wt％醋酸水溶液中，得到浸渍液400ml，将1.0L比表面为170m2/g，孔容为0.95，直径为5.6mm的球形SiO2载体浸渍在上述浸渍液中，静置3h于100℃干燥，得到所述催化剂。所述羰基化催化剂经ICP分析，Co含量为8.56g/L，V含量2.97g/L。
醋酸乙烯的合成：
步骤(1)：将1.5mol醋酸、0.05mol羰基化催化剂、0.10mol碘甲烷和0.45mol醋酸甲酯加入500ml钛材反应釜内，先用氩气排出釜内空气后充压至2.0MPa，然后通入一氧化碳和氢气直至压力8.0MPa，提高搅拌速度至1500rpm，同时搅拌加热升温至反应温度，控制反应温度为175℃，一氧化碳与氢气的摩尔比为2:1，持续反应7.5h后，停止反应。将反应釜降至室温，将反应得到的产物用水洗涤3次，有机物进入油相，经精馏提纯除去溶剂、醋酸乙酯、乙醛以及其他副产物，得到双醋酸亚乙酯。
步骤(2)：将上述双醋酸亚乙酯20ml、醋酐30ml、0.01mol苯磺酸加入容积为150ml反应釜的精馏反应塔，先用氩气排出釜内空气后充压至0.32MPa，提高搅拌速度至600rpm，同时搅拌加热升温至反应温度，控制反应温度为144℃，持续反应50min后，停止反应。
产物分析：将上述反应得到的反应混合物冷却、减压、分离，液相采用气相色谱-质谱联用仪(GC-MASS)分析。
经计算醋酸乙烯的收率为58.37％，选择性为81.34％，为了便于说明和比较，将催化剂的制备条件、反应条件、物料进料量、醋酸乙烯的收率和选择性分别列于表1和表2。
【实施例3】
羰基化催化剂的制备：将含8.56gCo和含2.97gPr的Co2(CO)8、Cl3Pr·6H2O充分混合溶解于浓度为8wt％盐酸水溶液中，得到浸渍液400ml，将1.0L比表面为170m2/g，孔容为0.95，直径为5.6mm的球形SiO2载体浸渍在上述浸渍液中，静置3h于100℃干燥，得到所述催化剂。所述羰基化催化剂经ICP分析，Co含量为8.56g/L，Pr含量2.97g/L。
醋酸乙烯的合成：
步骤(1)：将1.5mol醋酸、0.05mol羰基化催化剂、0.10mol碘甲烷和0.45mol醋酸甲酯加入500ml钛材反应釜内，先用氩气排出釜内空气后充压至2.0MPa，然后通入一氧化碳和氢气直至压力8.0MPa，提高搅拌速度至1500rpm，同时搅拌加热升温至反应温度，控制反应温度为175℃，一氧化碳与氢气的摩尔比为2:1，持续反应7.5h后，停止反应。将反应釜降至室温，将反应得到的产物用水洗涤3次，有机物进入油相，经精馏提纯除去溶剂、醋酸乙酯、乙醛以及其他副产物，得到双醋酸亚乙酯。
步骤(2)：将上述双醋酸亚乙酯20ml、醋酐30ml、0.01mol苯磺酸加入容积为150ml反应釜的精馏反应塔，先用氩气排出釜内空气后充压至0.32MPa，提高搅拌速度至600rpm，同时搅拌加热升温至反应温度，控制反应温度为144℃，持续反应50min后，停止反应。
产物分析：将上述反应得到的反应混合物冷却、减压、分离，液相采用气相色谱-质谱联用仪(GC-MASS)分析。
经计算醋酸乙烯的收率为58.34％，选择性为81.37％，为了便于说明和比较，将催化剂的制备条件、反应条件、物料进料量、醋酸乙烯的收率和选择性分别列于表1和表2。
【比较例1】
为【实施例1】、【实施例2】和【实施例3】的比较例。
羰基化催化剂的制备：将含8.56gCo的Co2(CO)8充分溶解于浓度为10wt％醋酸水溶液中，得到浸渍液400ml，将1.0L比表面为170m2/g，孔容为0.95，直径为5.6mm的球形SiO2载体浸渍在上述浸渍液中，静置3h于100℃干燥，得到所述催化剂。所述羰基化催化剂经ICP分析，Co含量为8.56g/L。
醋酸乙烯的合成：
步骤(1)：将1.5mol醋酸、0.05mol羰基化催化剂、0.10mol碘甲烷和0.45mol醋酸甲酯加入500ml钛材反应釜内，先用氩气排出釜内空气后充压至2.0MPa，然后通入一氧化碳和氢气直至压力8.0MPa，提高搅拌速度至1500rpm，同时搅拌加热升温至反应温度，控制反应温度为175℃，一氧化碳与氢气的摩尔比为2:1，持续反应7.5h后，停止反应。将反应釜降至室温，将反应得到的产物用水洗涤3次，有机物进入油相，经精馏提纯除去溶剂、醋酸乙酯、乙醛以及其他副产物，得到双醋酸亚乙酯。
步骤(2)：将上述双醋酸亚乙酯20ml、醋酐30ml、0.01mol苯磺酸加入容积为150ml反应釜的精馏反应塔，先用氩气排出釜内空气后充压至0.32MPa，提高搅拌速度至600rpm，同时搅拌加热升温至反应温度，控制反应温度为144℃，持续反应50min后，停止反应。
产物分析：将上述反应得到的反应混合物冷却、减压、分离，液相采用气相色谱-质谱联用仪(GC-MASS)分析。
经计算醋酸乙烯的收率为50.14％，选择性为72.03％，为了便于说明和比较，将催化剂的制备条件、反应条件、物料进料量、醋酸乙烯的收率和选择性分别列于表1和表2。
通过与实施例1～3相比可以看出，本发明采用的催化剂，使用同时含Co、In活性组分、同时含有Co、V活性组分、同时含有Co、Pr活性组分的催化剂性能比只含Co活性组分催化剂的性能要更优，醋酸乙烯的选择性和收率都要高。
【实施例4】
羰基化催化剂的制备：将含5.00gCo和含1.00gIn的Co(NO3)2·6H2O、InCl3充分混合溶解于纯水中，得到浸渍液400ml，将1.0L比表面为150m2/g，孔容为0.90，直径为5.6mm的球形Al2O3载体浸渍在上述浸渍液中，静置3h于80℃干燥，得到所述催化剂。所述羰基化催化剂经ICP分析，Co含量为5.00g/L，In含量1.00g/L。
醋酸乙烯的合成：
步骤(1)：将1.5mol醋酸、0.05mol羰基化催化剂、0.10mol碘甲烷和0.45mol醋酸甲酯加入500ml钛材反应釜内，先用氩气排出釜内空气后充压至2.0MPa，然后通入一氧化碳和氢气直至压力8.0MPa，提高搅拌速度至1500rpm，同时搅拌加热升温至反应温度，控制反应温度为175℃，一氧化碳与氢气的摩尔比为2:1，持续反应7.5h后，停止反应。将反应釜降至室温，将反应得到的产物用水洗涤3次，有机物进入油相，经精馏提纯除去溶剂、醋酸乙酯、乙醛以及其他副产物，得到双醋酸亚乙酯。
步骤(2)：将上述双醋酸亚乙酯20ml、醋酐30ml、0.01mol苯磺酸加入容积为150ml反应釜的精馏反应塔，先用氩气排出釜内空气后充压至0.32MPa，提高搅拌速度至600rpm，同时搅拌加热升温至反应温度，控制反应温度为144℃，持续反应50min后，停止反应。
产物分析：将上述反应得到的反应混合物冷却、减压、分离，液相采用气相色谱-质谱联用仪(GC-MASS)分析。
经计算醋酸乙烯的收率为57.46％，选择性为80.59％，为了便于说明和比较，将催化剂的制备条件、反应条件、物料进料量、醋酸乙烯的收率和选择性分别列于表1和表2。
【实施例5】
羰基化催化剂的制备：将含10.00gCo和含5.00gIn的CoCl2·6H2O、In(NO3)3·H2O充分混合溶解于纯水中，得到浸渍液400ml，将1.0L比表面为200m2/g，孔容为1.00，直径为5.6mm的球形SiO2载体浸渍在上述浸渍液中，静置3h于120℃干燥，得到所述催化剂。所述羰基化催化剂经ICP分析，Co含量为10.00g/L，In含量5.00g/L。
醋酸乙烯的合成：
步骤(1)：将1.5mol醋酸、0.05mol羰基化催化剂、0.10mol碘甲烷和0.45mol醋酸甲酯加入500ml钛材反应釜内，先用氩气排出釜内空气后充压至2.0MPa，然后通入一氧化碳和氢气直至压力8.0MPa，提高搅拌速度至1500rpm，同时搅拌加热升温至反应温度，控制反应温度为175℃，一氧化碳与氢气的摩尔比为2:1，持续反应7.5h后，停止反应。将反应釜降至室温，将反应得到的产物用水洗涤3次，有机物进入油相，经精馏提纯除去溶剂、醋酸乙酯、乙醛以及其他副产物，得到双醋酸亚乙酯。
步骤(2)：将上述双醋酸亚乙酯20ml、醋酐30ml、0.01mol苯磺酸加入容积为150ml反应釜的精馏反应塔，先用氩气排出釜内空气后充压至0.32MPa，提高搅拌速度至600rpm，同时搅拌加热升温至反应温度，控制反应温度为144℃，持续反应50min后，停止反应。
产物分析：将上述反应得到的反应混合物冷却、减压、分离，液相采用气相色谱-质谱联用仪(GC-MASS)分析。
经计算醋酸乙烯的收率为58.72％，选择性为81.15％，为了便于说明和比较，将催化剂的制备条件、反应条件、物料进料量、醋酸乙烯的收率和选择性分别列于表1和表2。
【实施例6】
羰基化催化剂的制备：将含8.56gCo和含2.97gIn的Co2(CO)8、In(CH3)3充分混合溶解于乙醇中，得到浸渍液400ml，将1.0L比表面为170m2/g，孔容为0.95，直径为5.6mm的球形SiO2载体浸渍在上述浸渍液中，静置3h于100℃干燥，得到所述催化剂。所述羰基化催化剂经ICP分析，Co含量为8.56g/L，In含量2.97g/L。
醋酸乙烯的合成：
步骤(1)：将1.5mol醋酸、0.05mol羰基化催化剂、0.10mol碘甲烷和0.45mol醋酸甲酯加入500ml钛材反应釜内，先用氩气排出釜内空气后充压至2.0MPa，然后通入一氧化碳和氢气直至压力8.0MPa，提高搅拌速度至1500rpm，同时搅拌加热升温至反应温度，控制反应温度为175℃，一氧化碳与氢气的摩尔比为2:1，持续反应7.5h后，停止反应。将反应釜降至室温，将反应得到的产物用水洗涤3次，有机物进入油相，经精馏提纯除去溶剂、醋酸乙酯、乙醛以及其他副产物，得到双醋酸亚乙酯。
步骤(2)：将上述双醋酸亚乙酯20ml、醋酐30ml、0.01mol苯磺酸加入容积为150ml反应釜的精馏反应塔，先用氩气排出釜内空气后充压至0.32MPa，提高搅拌速度至600rpm，同时搅拌加热升温至反应温度，控制反应温度为144℃，持续反应50min后，停止反应。
产物分析：将上述反应得到的反应混合物冷却、减压、分离，液相采用气相色谱-质谱联用仪(GC-MASS)分析。
经计算醋酸乙烯的收率为58.28％，选择性为81.31％，为了便于说明和比较，将催化剂的制备条件、反应条件、物料进料量、醋酸乙烯的收率和选择性分别列于表1和表2。
【实施例7】
羰基化催化剂的制备：将含8.56gCo和含2.97gV的Co2(CO)8、V2O5充分混合溶解于浓度为8wt％硝酸水溶液中，得到浸渍液400ml，将1.0L比表面为170m2/g，孔容为0.95，直径为5.6mm的球形SiO2载体浸渍在上述浸渍液中，静置3h于100℃干燥，得到所述催化剂。所述羰基化催化剂经ICP分析，Co含量为8.56g/L，V含量2.97g/L。
醋酸乙烯的合成：
步骤(1)：将1.5mol醋酸、0.05mol羰基化催化剂、0.10mol碘甲烷和0.45mol醋酸甲酯加入500ml钛材反应釜内，先用氩气排出釜内空气后充压至2.0MPa，然后通入一氧化碳和氢气直至压力8.0MPa，提高搅拌速度至1500rpm，同时搅拌加热升温至反应温度，控制反应温度为175℃，一氧化碳与氢气的摩尔比为2:1，持续反应7.5h后，停止反应。将反应釜降至室温，将反应得到的产物用水洗涤3次，有机物进入油相，经精馏提纯除去溶剂、醋酸乙酯、乙醛以及其他副产物，得到双醋酸亚乙酯。
步骤(2)：将上述双醋酸亚乙酯20ml、醋酐30ml、0.01mol苯磺酸加入容积为150ml反应釜的精馏反应塔，先用氩气排出釜内空气后充压至0.32MPa，提高搅拌速度至600rpm，同时搅拌加热升温至反应温度，控制反应温度为144℃，持续反应50min后，停止反应。
产物分析：将上述反应得到的反应混合物冷却、减压、分离，液相采用气相色谱-质谱联用仪(GC-MASS)分析。
经计算醋酸乙烯的收率为58.33％，选择性为81.44％，为了便于说明和比较，将催化剂的制备条件、反应条件、物料进料量、醋酸乙烯的收率和选择性分别列于表1和表2。
【实施例8】
羰基化催化剂的制备：将含8.56gCo和含2.97gPr的Co2(CO)8、Pr2O3充分混合溶解于浓度为8wt％盐酸水溶液中，得到浸渍液400ml，将1.0L比表面为170m2/g，孔容为0.95，直径为5.6mm的球形SiO2载体浸渍在上述浸渍液中，静置3h于100℃干燥，得到所述催化剂。所述羰基化催化剂经ICP分析，Co含量为8.56g/L，Pr含量2.97g/L。
醋酸乙烯的合成：
步骤(1)：将1.5mol醋酸、0.05mol羰基化催化剂、0.10mol碘甲烷和0.45mol醋酸甲酯加入500ml钛材反应釜内，先用氩气排出釜内空气后充压至2.0MPa，然后通入一氧化碳和氢气直至压力8.0MPa，提高搅拌速度至1500rpm，同时搅拌加热升温至反应温度，控制反应温度为175℃，一氧化碳与氢气的摩尔比为2:1，持续反应7.5h后，停止反应。将反应釜降至室温，将反应得到的产物用水洗涤3次，有机物进入油相，经精馏提纯除去溶剂、醋酸乙酯、乙醛以及其他副产物，得到双醋酸亚乙酯。
步骤(2)：将上述双醋酸亚乙酯20ml、醋酐30ml、0.01mol苯磺酸加入容积为150ml反应釜的精馏反应塔，先用氩气排出釜内空气后充压至0.32MPa，提高搅拌速度至600rpm，同时搅拌加热升温至反应温度，控制反应温度为144℃，持续反应50min后，停止反应。
产物分析：将上述反应得到的反应混合物冷却、减压、分离，液相采用气相色谱-质谱联用仪(GC-MASS)分析。
经计算醋酸乙烯的收率为58.57％，选择性为81.53％，为了便于说明和比较，将催化剂的制备条件、反应条件、物料进料量、醋酸乙烯的收率和选择性分别列于表1和表2。
【实施例9】
羰基化催化剂的制备：将含8.56gCo和含2.97gPr的Co2(CO)8、NPr充分混合溶解于浓度为8wt％盐酸水溶液中，得到浸渍液400ml，将1.0L比表面为170m2/g，孔容为0.95，直径为5.6mm的球形SiO2载体浸渍在上述浸渍液中，静置3h于100℃干燥，得到所述催化剂。所述羰基化催化剂经ICP分析，Co含量为8.56g/L，Pr含量2.97g/L。
醋酸乙烯的合成：
步骤(1)：将1.5mol醋酸、0.05mol羰基化催化剂、0.10mol碘甲烷和0.45mol醋酸甲酯加入500ml钛材反应釜内，先用氩气排出釜内空气后充压至2.0MPa，然后通入一氧化碳和氢气直至压力8.0MPa，提高搅拌速度至1500rpm，同时搅拌加热升温至反应温度，控制反应温度为175℃，一氧化碳与氢气的摩尔比为2:1，持续反应7.5h后，停止反应。将反应釜降至室温，将反应得到的产物用水洗涤3次，有机物进入油相，经精馏提纯除去溶剂、醋酸乙酯、乙醛以及其他副产物，得到双醋酸亚乙酯。
步骤(2)：将上述双醋酸亚乙酯20ml、醋酐30ml、0.01mol苯磺酸加入容积为150ml反应釜的精馏反应塔，先用氩气排出釜内空气后充压至0.32MPa，提高搅拌速度至600rpm，同时搅拌加热升温至反应温度，控制反应温度为144℃，持续反应50min后，停止反应。
产物分析：将上述反应得到的反应混合物冷却、减压、分离，液相采用气相色谱-质谱联用仪(GC-MASS)分析。
经计算醋酸乙烯的收率为58.33％，选择性为81.24％，为了便于说明和比较，将催化剂的制备条件、反应条件、物料进料量、醋酸乙烯的收率和选择性分别列于表1和表2。
【实施例10】
羰基化催化剂的制备：将含8.56gCo和含2.97gIn的Co2(CO)8、In(OAc)3·6H2O充分混合溶解于浓度为10wt％醋酸水溶液中，得到浸渍液400ml，将1.0L比表面为170m2/g，孔容为0.95，直径为5.6mm的球形SiO2载体浸渍在上述浸渍液中，静置3h于100℃干燥，得到所述催化剂。所述羰基化催化剂经ICP分析，Co含量为8.56g/L，In含量2.97g/L。
醋酸乙烯的合成：
步骤(1)：将1.5mol醋酸、0.05mol羰基化催化剂、0.10mol碘甲烷和0.45mol醋酸甲酯加入500ml钛材反应釜内，先用氩气排出釜内空气后充压至2.0MPa，然后通入一氧化碳和氢气直至压力3.0MPa，提高搅拌速度至1500rpm，同时搅拌加热升温至反应温度，控制反应温度为130℃，一氧化碳与氢气的摩尔比为1:10，持续反应3.0h后，停止反应。将反应釜降至室温，将反应得到的产物用水洗涤3次，有机物进入油相，经精馏提纯除去溶剂、醋酸乙酯、乙醛以及其他副产物，得到双醋酸亚乙酯。
步骤(2)：将上述双醋酸亚乙酯20ml、醋酐30ml、0.01mol苯磺酸加入容积为150ml反应釜的精馏反应塔，先用氩气排出釜内空气后充压至0.32MPa，提高搅拌速度至600rpm，同时搅拌加热升温至反应温度，控制反应温度为144℃，持续反应50min后，停止反应。
产物分析：将上述反应得到的反应混合物冷却、减压、分离，液相采用气相色谱-质谱联用仪(GC-MASS)分析。
经计算醋酸乙烯的收率为56.71％，选择性为79.98％，为了便于说明和比较，将催化剂的制备条件、反应条件、物料进料量、醋酸乙烯的收率和选择性分别列于表1和表2。
【实施例11】
羰基化催化剂的制备：将含8.56gCo和含2.97gIn的Co2(CO)8、In(OAc)3·6H2O充分混合溶解于浓度为10wt％醋酸水溶液中，得到浸渍液400ml，将1.0L比表面为170m2/g，孔容为0.95，直径为5.6mm的球形SiO2载体浸渍在上述浸渍液中，静置3h于100℃干燥，得到所述催化剂。所述羰基化催化剂经ICP分析，Co含量为8.56g/L，In含量2.97g/L。
醋酸乙烯的合成：
步骤(1)：将1.5mol醋酸、0.05mol羰基化催化剂、0.10mol碘甲烷和0.45mol醋酸甲酯加入500ml钛材反应釜内，先用氩气排出釜内空气后充压至2.0MPa，然后通入一氧化碳和氢气直至压力10.0MPa，提高搅拌速度至1500rpm，同时搅拌加热升温至反应温度，控制反应温度为200℃，一氧化碳与氢气的摩尔比为10:1，持续反应10.0h后，停止反应。将反应釜降至室温，将反应得到的产物用水洗涤3次，有机物进入油相，经精馏提纯除去溶剂、醋酸乙酯、乙醛以及其他副产物，得到双醋酸亚乙酯。
步骤(2)：将上述双醋酸亚乙酯20ml、醋酐30ml、0.01mol苯磺酸加入容积为150ml反应釜的精馏反应塔，先用氩气排出釜内空气后充压至0.32MPa，提高搅拌速度至600rpm，同时搅拌加热升温至反应温度，控制反应温度为144℃，持续反应50min后，停止反应。
产物分析：将上述反应得到的反应混合物冷却、减压、分离，液相采用气相色谱-质谱联用仪(GC-MASS)分析。
经计算醋酸乙烯的收率为59.13％，选择性为80.82％，为了便于说明和比较，将催化剂的制备条件、反应条件、物料进料量、醋酸乙烯的收率和选择性分别列于表1和表2。
【实施例12】
羰基化催化剂的制备：将含8.56gCo、含1.50gIn和含1.47gPr的Co2(CO)8、In(OAc)3·6H2O和Cl3Pr·6H2O充分混合溶解于浓度为10wt％醋酸水溶液中，得到浸渍液400ml，将1.0L比表面为170m2/g，孔容为0.95，直径为5.6mm的球形SiO2载体浸渍在上述浸渍液中，静置3h于100℃干燥，得到所述催化剂。所述羰基化催化剂经ICP分析，Co含量为8.56g/L，In含量1.50g/L，Pr含量1.47g/L。
醋酸乙烯的合成：
步骤(1)：将1.5mol醋酸、0.05mol羰基化催化剂、0.10mol碘甲烷和0.45mol醋酸甲酯加入500ml钛材反应釜内，先用氩气排出釜内空气后充压至2.0MPa，然后通入一氧化碳和氢气直至压力8.0MPa，提高搅拌速度至1500rpm，同时搅拌加热升温至反应温度，控制反应温度为175℃，一氧化碳与氢气的摩尔比为2:1，持续反应7.5h后，停止反应。将反应釜降至室温，将反应得到的产物用水洗涤3次，有机物进入油相，经精馏提纯除去溶剂、醋酸乙酯、乙醛以及其他副产物，得到双醋酸亚乙酯。
步骤(2)：将上述双醋酸亚乙酯20ml、醋酐30ml、0.01mol苯磺酸加入容积为150ml反应釜的精馏反应塔，先用氩气排出釜内空气后充压至0.32MPa，提高搅拌速度至600rpm，同时搅拌加热升温至反应温度，控制反应温度为144℃，持续反应50min后，停止反应。
产物分析：将上述反应得到的反应混合物冷却、减压、分离，液相采用气相色谱-质谱联用仪(GC-MASS)分析。
经计算醋酸乙烯的收率为60.83％，选择性为82.50％，为了便于说明和比较，将催化剂的制备条件、反应条件、物料进料量、醋酸乙烯的收率和选择性分别列于表1和表2。
【实施例13】
羰基化催化剂的制备：将含8.56gCo、含1.00gIn、含0.97gV和含1.00gPr的Co2(CO)8、In(OAc)3·6H2O、VCl3和Cl3Pr·6H2O充分混合溶解于浓度为10wt％醋酸水溶液中，得到浸渍液400ml，将1.0L比表面为170m2/g，孔容为0.95，直径为5.6mm的球形SiO2载体浸渍在上述浸渍液中，静置3h于100℃干燥，得到所述催化剂。所述羰基化催化剂经ICP分析，Co含量为8.56g/L，In含量1.00g/L，V含量0.97g/L，Pr含量1.00g/L。
醋酸乙烯的合成：
步骤(1)：将1.5mol醋酸、0.05mol羰基化催化剂、0.10mol碘甲烷和0.45mol醋酸甲酯加入500ml钛材反应釜内，先用氩气排出釜内空气后充压至2.0MPa，然后通入一氧化碳和氢气直至压力8.0MPa，提高搅拌速度至1500rpm，同时搅拌加热升温至反应温度，控制反应温度为175℃，一氧化碳与氢气的摩尔比为2:1，持续反应7.5h后，停止反应。将反应釜降至室温，将反应得到的产物用水洗涤3次，有机物进入油相，经精馏提纯除去溶剂、醋酸乙酯、乙醛以及其他副产物，得到双醋酸亚乙酯。
步骤(2)：将上述双醋酸亚乙酯20ml、醋酐30ml、0.01mol苯磺酸加入容积为150ml反应釜的精馏反应塔，先用氩气排出釜内空气后充压至0.32MPa，提高搅拌速度至600rpm，同时搅拌加热升温至反应温度，控制反应温度为144℃，持续反应50min后，停止反应。
产物分析：将上述反应得到的反应混合物冷却、减压、分离，液相采用气相色谱-质谱联用仪(GC-MASS)分析。
经计算醋酸乙烯的收率为63.26％，选择性为84.35％，为了便于说明和比较，将催化剂的制备条件、反应条件、物料进料量、醋酸乙烯的收率和选择性分别列于表1和表2。
本发明采用的催化剂，活性组分同时含Co、In、V和Pr比只含Co和In、只含Co和V、只含Co和Pr、只含Co、In和Pr催化剂的性能要更优，双醋酸亚乙酯的选择性和收率都要高，这从实施例13、实施例12、实施例1～3的数据可以看出，说明了四种活性组分之间存在很好的协同作用。
表1
表2
Claims (9)
1.生产醋酸乙烯所用的方法，包括以下步骤：(1)以醋酸甲酯、一氧化碳和氢气为原料，在羰基化催化剂、助催化剂存在下进行羰基化反应获得双醋酸亚乙酯；(2)在裂解催化剂存在下，使双醋酸亚乙酯裂解获得醋酸乙烯；其中，所述羰基化催化剂采用SiO2、Al2O3或者其混合物为载体，活性组分包括钴、铟和镨，所述助催化剂为碘化物。
2.根据权利要求1所述生产醋酸乙烯所用的方法，其特征在于催化剂中活性组分钴的含量为：3.00～15.00g/L。
3.根据权利要求1所述生产醋酸乙烯所用的方法，其特征在于催化剂中选自铟和镨中的至少一种的含量为0.50～8.00g/L。
4.根据权利要求1所述生产醋酸乙烯所用的方法，其特征在于所述碘化物为碘甲烷。
5.根据权利要求1所述的生产醋酸乙烯所用的方法，其特征在于所述羰基化反应的温度为130～200℃。
6.根据权利要求1所述的生产醋酸乙烯所用的方法，其特征在于羰基化催化剂的制备方法，包括如下步骤：
①按催化剂的组成将钴化合物、铟化合物和镨化合物的溶液与载体混合；
②干燥。
7.根据权利要求6所述的生产醋酸乙烯所用的方法，其特征是步骤①所述钴化合物选自羰基钴、硝酸钴、氯化钴和醋酸钴中的至少一种。
8.根据权利要求6所述的生产醋酸乙烯所用的方法，其特征是步骤①所述铟化合物选自醋酸铟、硝酸铟、三氯化铟和三甲基铟中的至少一种。
9.根据权利要求6所述的生产醋酸乙烯所用的方法，其特征是步骤①所述镨化合物选自三氯化镨、三氧化二镨和氮化镨中的至少一种。
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| US4659865A (en) * | 1979-09-13 | 1987-04-21 | Mitsubishi Gas Chemical Co., Inc. | Process for producing ethylidenediacetate |
| EP0108539A1 (en) * | 1982-10-30 | 1984-05-16 | BP Chemicals Limited | Preparation of esters |
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