CN105523932B - 合成醋酸乙烯所用的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及合成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。过采用合成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；羰基化催化剂包括载体和负载于载体上的铑、铜、镧和锂；所述载体选自氧化硅、氧化铝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
本发明涉及合成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，提供一种新的合成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：合成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，所述羰基化催化剂包括载体和负载于载体上的铑、铜、镧和锂；所述载体选自氧化硅、氧化铝的至少一种。所述助催化剂为碘化物。
上述技术方案中，羰基化催化剂中铑的含量优选为3.00～15.00g/L；羰基化催化剂中铜的含量优选为1.00～5.00g/L；羰基化催化剂中镧的含量优选为1.00～5.00g/L；羰基化催化剂中锂的含量优选为0.50～5.00g/L。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，所述羰基化催化剂的可选制备方法，包括如下步骤：
①按催化剂的组成将含铑化合物、铜化合物、镧化合物以及锂化合物的溶液与载体混合；
②干燥
③在惰性气氛中焙烧，得到所述催化剂。
上述技术方案中，步骤①所述含铑化合物优选自醋酸铑、硝酸铑、氯化铑和硫酸铑中的至少一种。步骤①所述含铜化合物优选自醋酸铜、硝酸铜、氯化铜和硫酸铜中的至少一种。步骤①所述含镧化合物优选自醋酸镧、硝酸镧和氯化镧中的至少一种。步骤①所述含锂化合物优选自醋酸锂和氯化锂中的至少一种。步骤②所述干燥温度优选为80～120℃。步骤③所述焙烧温度优选为400～600℃。步骤③所述焙烧时间优选3～7小时。步骤③所述惰性气氛优选自氮气、氦气和氩气的至少一种。
上述技术方案中，含铑、含铜、含镧和含锂化合物的水溶液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含铑、含铜、含镧和含锂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)羰基化催化剂的组成中包括铑、铜、镧和锂，有利于提高主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61.05％，选择性达到83.84％，取得了较好的技术效果，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6.57gRh、含3.30gCu、含2.50gLa和含1.50gLi的RhCl3·3H2O、CuCl2·2H2O、LaCl3·7H2O和LiCl充分混合溶解于纯水中，得到浸渍液500ml，将1.0L直径为5.6mm的球形SiO2载体浸渍在上述浸渍液中，静置2h于100℃干燥，在N2气氛中500℃焙烧4h，得到所述催化剂。所述羰基化催化剂经ICP分析，Rh含量为6.57g/L，Cu含量3.30g/L，La含量2.50g/L，Li含量1.50g/L。
醋酸乙烯的合成：
步骤(1)：将0.5mol醋酸、0.02mol羰基化催化剂、0.02mol碘甲烷和0.15mol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7.0MPa，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168℃，一氧化碳与氢气的摩尔比为2:1，持续反应7.0h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0.29MPa，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143℃，持续反应40min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61.05％，选择性为83.84％，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】的比较例。
羰基化催化剂的制备：将含13.87gRh的RhCl3·3H2O溶于纯水中，得到浸渍液500ml，将1.0L直径为5.6mm的球形SiO2载体浸渍在上述浸渍液中，静置2h于100℃干燥，在N2气氛中500℃焙烧4h，得到所述催化剂。所述羰基化催化剂经ICP分析，Rh含量为13.87g/L.
醋酸乙烯的合成：
步骤(1)：将0.5mol醋酸、0.02mol羰基化催化剂、0.02mol碘甲烷和0.15mol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7.0MPa，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168℃，一氧化碳与氢气的摩尔比为2:1，持续反应7.0h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0.29MPa，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143℃，持续反应40min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52.06％，选择性为73.36％，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2】
为【实施例1】的比较例。
羰基化催化剂的制备：将含6.57gRh和含7.30gCu的RhCl3·3H2O、CuCl2·2H2O充分混合溶解于纯水中，得到浸渍液500ml，将1.0L直径为5.6mm的球形SiO2载体浸渍在上述浸渍液中，静置2h于100℃干燥，在N2气氛中500℃焙烧4h，得到所述催化剂。所述羰基化催化剂经ICP分析，Rh含量为6.57g/L，Cu含量7.30g/L。
醋酸乙烯的合成：
步骤(1)：将0.5mol醋酸、0.02mol羰基化催化剂、0.02mol碘甲烷和0.15mol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7.0MPa，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168℃，一氧化碳与氢气的摩尔比为2:1，持续反应7.0h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0.29MPa，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143℃，持续反应40min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51.27％，选择性为74.25％，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。
【比较例3】
为【实施例1】的比较例。
羰基化催化剂的制备：将含6.57gRh、含5.80gCu和含1.50gLi的RhCl3·3H2O、CuCl2·2H2O和LiCl充分混合溶解于纯水中，得到浸渍液500ml，将1.0L直径为5.6mm的球形SiO2载体浸渍在上述浸渍液中，静置2h于100℃干燥，在N2气氛中500℃焙烧4h，得到所述催化剂。所述羰基化催化剂经ICP分析，Rh含量为6.57g/L，Cu含量5.80g/L，Li含量1.50g/L。
醋酸乙烯的合成：
步骤(1)：将0.5mol醋酸、0.02mol羰基化催化剂、0.02mol碘甲烷和0.15mol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7.0MPa，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168℃，一氧化碳与氢气的摩尔比为2:1，持续反应7.0h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0.29MPa，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143℃，持续反应40min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51.35％，选择性为74.38％，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4】
为【实施例1】的比较例。
羰基化催化剂的制备：将含6.57gRh、含4.80gCu和含2.50gLa的RhCl3·3H2O、CuCl2·2H2O和LaCl3·7H2O充分混合溶解于纯水中，得到浸渍液500ml，将1.0L直径为5.6mm的球形SiO2载体浸渍在上述浸渍液中，静置2h于100℃干燥，在N2气氛中500℃焙烧4h，得到所述催化剂。所述羰基化催化剂经ICP分析，Rh含量为6.57g/L，Cu含量4.80g/L，La含量2.50g/L。
醋酸乙烯的合成：
步骤(1)：将0.5mol醋酸、0.02mol羰基化催化剂、0.02mol碘甲烷和0.15mol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7.0MPa，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168℃，一氧化碳与氢气的摩尔比为2:1，持续反应7.0h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0.29MPa，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143℃，持续反应40min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51.28％，选择性为75.27％，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5】
为【实施例1】的比较例。
羰基化催化剂的制备：将含6.57gRh、含3.30gCu和含4.00gLa的RhCl3·3H2O、CuCl2·2H2O和LaCl3·7H2O充分混合溶解于纯水中，得到浸渍液500ml，将1.0L直径为5.6mm的球形SiO2载体浸渍在上述浸渍液中，静置2h于100℃干燥，在N2气氛中500℃焙烧4h，得到所述催化剂。所述羰基化催化剂经ICP分析，Rh含量为6.57g/L，Cu含量3.30g/L，La含量4.00g/L。
醋酸乙烯的合成：
步骤(1)：将0.5mol醋酸、0.02mol羰基化催化剂、0.02mol碘甲烷和0.15mol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7.0MPa，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168℃，一氧化碳与氢气的摩尔比为2:1，持续反应7.0h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0.29MPa，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143℃，持续反应40min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51.26％，选择性为75.21％，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6】
为【实施例1】的比较例。
羰基化催化剂的制备：将含6.57gRh、含3.30gCu和含4.00gLi的RhCl3·3H2O、CuCl2·2H2O和LiCl充分混合溶解于纯水中，得到浸渍液500ml，将1.0L直径为5.6mm的球形SiO2载体浸渍在上述浸渍液中，静置2h于100℃干燥，在N2气氛中500℃焙烧4h，得到所述催化剂。所述羰基化催化剂经ICP分析，Rh含量为6.57g/L，Cu含量3.30g/L，Li含量4.00g/L。
醋酸乙烯的合成：
步骤(1)：将0.5mol醋酸、0.02mol羰基化催化剂、0.02mol碘甲烷和0.15mol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7.0MPa，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168℃，一氧化碳与氢气的摩尔比为2:1，持续反应7.0h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0.29MPa，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143℃，持续反应40min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51.37％，选择性为74.34％，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。
【比较例7】
为【实施例1】的比较例。
羰基化催化剂的制备：将含6.57gRh、含5.80gLa和含1.50gLi的RhCl3·3H2O、LaCl3·7H2O和LiCl充分混合溶解于纯水中，得到浸渍液500ml，将1.0L直径为5.6mm的球形SiO2载体浸渍在上述浸渍液中，静置2h于100℃干燥，在N2气氛中500℃焙烧4h，得到所述催化剂。所述羰基化催化剂经ICP分析，Rh含量为6.57g/L，La含量5.80g/L，Li含量1.50g/L。
醋酸乙烯的合成：
步骤(1)：将0.5mol醋酸、0.02mol羰基化催化剂、0.02mol碘甲烷和0.15mol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7.0MPa，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168℃，一氧化碳与氢气的摩尔比为2:1，持续反应7.0h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0.29MPa，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143℃，持续反应40min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51.25％，选择性为74.21％，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8】
为【实施例1】的比较例。
羰基化催化剂的制备：将含6.57gRh和含7.30gLa的RhCl3·3H2O和LaCl3·7H2O充分混合溶解于纯水中，得到浸渍液500ml，将1.0L直径为5.6mm的球形SiO2载体浸渍在上述浸渍液中，静置2h于100℃干燥，在N2气氛中500℃焙烧4h，得到所述催化剂。所述羰基化催化剂经ICP分析，Rh含量为6.57g/L，La含量7.30g/L。
醋酸乙烯的合成：
步骤(1)：将0.5mol醋酸、0.02mol羰基化催化剂、0.02mol碘甲烷和0.15mol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7.0MPa，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168℃，一氧化碳与氢气的摩尔比为2:1，持续反应7.0h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0.29MPa，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143℃，持续反应40min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51.35％，选择性为74.40％，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9】
为【实施例1】的比较例。
羰基化催化剂的制备：将含6.57gRh和含7.30gLi的RhCl3·3H2O和LiCl充分混合溶解于纯水中，得到浸渍液500ml，将1.0L直径为5.6mm的球形SiO2载体浸渍在上述浸渍液中，静置2h于100℃干燥，在N2气氛中500℃焙烧4h，得到所述催化剂。所述羰基化催化剂经ICP分析，Rh含量为6.57g/L，Li含量7.30g/L。
醋酸乙烯的合成：
步骤(1)：将0.5mol醋酸、0.02mol羰基化催化剂、0.02mol碘甲烷和0.15mol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7.0MPa，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168℃，一氧化碳与氢气的摩尔比为2:1，持续反应7.0h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0.29MPa，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143℃，持续反应40min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51.30％，选择性为74.24％，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。
通过与实施例1相比可以看出，本发明采用的羰基化催化剂，同时含Rh、Cu、La和Li活性组分比只含Rh、只含Rh、Cu、只含Rh、Li、只含Rh、La、只含Rh、Cu、La、只含Rh、Cu、Li、只含Rh、La、Li催化剂的性能要更优，醋酸乙烯的选择性和收率都要高，这从实施例1、比较例1～9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。
【实施例2】
羰基化催化剂的制备：将含6.57gRh、含3.30gCu、含2.50gLa和含1.50gLi的Rh(OAc)3、Cu(OAc)2·2H2O、La(OAc)3·6H2O和LiOAc充分混合溶解于浓度为10wt％醋酸水溶液中，得到浸渍液500ml，将1.0L Al2O3载体浸渍在上述浸渍液中，静置2h于80℃干燥，在He气氛中400℃焙烧4h，得到所述催化剂。所述羰基化催化剂经ICP分析，Rh含量为6.57g/L，Cu含量3.30g/L，La含量2.50g/L，Li含量1.50g/L。
醋酸乙烯的合成：
步骤(1)：将0.5mol醋酸、0.02mol羰基化催化剂、0.02mol碘甲烷和0.15mol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7.0MPa，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168℃，一氧化碳与氢气的摩尔比为2:1，持续反应7.0h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0.29MPa，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143℃，持续反应40min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61.49％，选择性为83.76％，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6.57gRh、含3.30gCu、含2.50gLa和含1.50gLi的Rh(NO3)3·2H2O、Cu(NO3)2·3H2O、La(NO3)3·6H2O和LiCl充分混合溶解于纯水中，得到浸渍液500ml，将1.0L Al2O3载体浸渍在上述浸渍液中，静置2h于120℃干燥，在Ar气氛中600℃焙烧4h，得到所述催化剂。所述羰基化催化剂经ICP分析，Rh含量为6.57g/L，Cu含量3.30g/L，La含量2.50g/L，Li含量1.50g/L。
醋酸乙烯的合成：
步骤(1)：将0.5mol醋酸、0.02mol羰基化催化剂、0.02mol碘甲烷和0.15mol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7.0MPa，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168℃，一氧化碳与氢气的摩尔比为2:1，持续反应7.0h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0.29MPa，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143℃，持续反应40min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61.69％，选择性为83.56％，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4】
羰基化催化剂的制备：将含6.57gRh、含3.30gCu、含2.50gLa和含1.50gLi的Rh2(SO4)3·4H2O、CuCl2·2H2O、LaCl3·7H2O和LiCl充分混合溶解于纯水中，得到浸渍液500ml，将1.0L直径为5.6mm的球形SiO2载体浸渍在上述浸渍液中，静置2h于100℃干燥，在N2气氛中500℃焙烧4h，得到所述催化剂。所述羰基化催化剂经ICP分析，Rh含量为6.57g/L，Cu含量3.30g/L，La含量2.50g/L，Li含量1.50g/L。
醋酸乙烯的合成：
步骤(1)：将0.5mol醋酸、0.02mol羰基化催化剂、0.02mol碘甲烷和0.15mol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7.0MPa，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168℃，一氧化碳与氢气的摩尔比为2:1，持续反应7.0h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0.29MPa，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143℃，持续反应40min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61.58％，选择性为83.78％，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6.57gRh、含3.30gCu、含2.50gLa和含1.50gLi的RhCl3·3H2O、CuCl2·2H2O、LaCl3·7H2O和LiCl充分混合溶解于纯水中，得到浸渍液500ml，将1.0L直径为5.6mm的球形SiO2载体浸渍在上述浸渍液中，静置2h于100℃干燥，在N2气氛中500℃焙烧4h，得到所述催化剂。所述羰基化催化剂经ICP分析，Rh含量为6.57g/L，Cu含量3.30g/L，La含量2.50g/L，Li含量1.50g/L。
醋酸乙烯的合成：
步骤(1)：将0.5mol醋酸、0.02mol羰基化催化剂、0.02mol碘甲烷和0.15mol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0.29MPa，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143℃，持续反应40min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57.20％，选择性为80.05％，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6.57gRh、含3.30gCu、含2.50gLa和含1.50gLi的RhCl3·3H2O、CuCl2·2H2O、LaCl3·7H2O和LiCl充分混合溶解于纯水中，得到浸渍液500ml，将1.0L直径为5.6mm的球形SiO2载体浸渍在上述浸渍液中，静置2h于100℃干燥，在N2气氛中500℃焙烧4h，得到所述催化剂。所述羰基化催化剂经ICP分析，Rh含量为6.57g/L，Cu含量3.30g/L，La含量2.50g/L，Li含量1.50g/L。
醋酸乙烯的合成：
步骤(1)：将0.5mol醋酸、0.02mol羰基化催化剂、0.02mol碘甲烷和0.15mol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0.29MPa，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143℃，持续反应40min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61.94％，选择性为83.29％，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。
表1
表2
Claims (10)
1.合成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，所述羰基化催化剂包括载体和负载于载体上的铑、铜、镧和锂；所述载体选自氧化硅、氧化铝的至少一种；所述助催化剂为碘化物。
2.根据权利要求1所述的合成醋酸乙烯所用的方法，其特征是催化剂中铑的含量为3.00～15.00g/L。
3.根据权利要求1所述的合成醋酸乙烯所用的方法，其特征是铜的含量为1.00～5.00g/L。
4.根据权利要求1所述的合成醋酸乙烯所用的方法，其特征是镧的含量为1.00～5.00g/L。
5.根据权利要求1所述的合成醋酸乙烯所用的方法，其特征是锂的含量为0.50～5.00g/L。
6.根据权利要求1所述的合成醋酸乙烯所用的方法，其特征在于所述碘化物为碘甲烷。
7.根据权利要求1所述的合成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℃；反应的压力为3.0～10.0MPa；反应中一氧化碳和氢气体积比为0.10～10.0；反应的时间为3.0～10.0h。
8.根据权利要求1所述的合成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按催化剂的组成将含铑化合物、铜化合物、镧化合物以及锂化合物的溶液与载体混合；
②干燥；
③在惰性气氛中焙烧，得到所述催化剂。
9.根据权利要求8所述的合成醋酸乙烯所用的方法，其特征是步骤②所述干燥温度为80～120℃。
10.根据权利要求8所述的合成醋酸乙烯所用的方法，其特征是步骤③所述焙烧温度为400～600℃。
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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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