用于碳酸二甲酯合成的催化剂及其制备方法及应用.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111672492A(43)申请公布日2020.09.18(21)申请号202010434209.4C07C69/96(2006.01)(22)申请日2020.05.21(71)申请人沈阳化工大学地址110142辽宁省沈阳市经济技术开发区11号(72)发明人石磊许光文刘菊(74)专利代理机构沈阳技联专利代理有限公司21205代理人张志刚(51)Int.Cl.B01J21/10(2006.01)B01J37/03(2006.01)B01J37/08(2006.01)B01J35/10(2006.01)C07C68/065(2020.01)权利要求书1页说明书9页附图7页(54)发明名称用于碳酸二甲酯合成的催化剂及其制备方法及应用(57)摘要用于碳酸二甲酯合成的催化剂及其制备方法及应用，涉及一种催化剂及其制备方法及应用，本发明提出一种过量碳酸钠沉淀法制备大比表面、大孔体积与孔径、高碱含量和大量中强碱活性中心的介孔氧化镁催化剂的方法，用于催化碳酸乙烯酯和甲醇酯交换制备碳酸二甲酯反应，在温和的反应条件下，具有催化剂活性高，目的产物选择性高，催化剂寿命长的优点。碳酸乙烯酯与甲醇摩尔比为1:6，反应温度68℃，常压下反应1h，碳酸乙烯酯的转化率就达到70.12%，收率达到50%以上，反应2‑3h时就达到反应平衡。CN111672492ACN111672492A权利要求书1/1页1.用于碳酸二甲酯合成的催化剂，其特征在于，该催化剂为大比表面、大孔径以及高碱含量和中强碱中心介孔氧化镁；催化剂比表面积160-250m2/g，平均孔径为20-40nm，总碱含量为6.1-8.0mmol/g，其中中强碱含量为3.6-5.0mmol/g。2.用于碳酸二甲酯合成的催化剂制备方法，其特征在于，制备步骤如下：将镁盐前驱体与过饱和碳酸钠溶液在控制pH值剧烈搅拌沉淀，老化后经去离子水洗涤至中性，经过滤、干燥和焙烧；镁盐浓度为0.2-6mol/L浓度的镁盐水溶液或含乙醇的水-醇复合溶液，优选浓度范围2-4mol/L；过饱和碳酸溶液浓度大于3.14mol/L，且有未溶解的碳酸钠沉淀；沉淀温度为40-80℃，优选沉淀温度为55-70℃；沉淀时控制pH值范围9.5-11，优选pH值10-10.5；老化时间5-40h，优选10-30h；控制水洗后pH值8-9，优选8.4-8.6；过滤后催化剂干燥温度90-150℃，优选110-130℃；催化剂干燥时间5-30h，优选10-20h；催化剂焙烧温度400-650℃，优选500-600℃；催化剂焙烧时间1-10h，优选3-5h。3.根据权利要求2所述的用于碳酸二甲酯合成的催化剂制备方法，其特征在于，所述镁盐前驱体包含硝酸镁、硫酸镁和氯化镁可溶镁盐中的一种或多种。4.用于碳酸二甲酯合成的催化剂应用，其特征在于，所述催化剂用于碳酸乙烯酯和甲醇酯交换制备碳酸二甲酯反应，催化剂在原料碳酸乙烯和甲醇的摩尔比为1:2-1:12，反应压力为0.05-1.0MPa，反应温度25-120℃，催化剂用量为0.1-5wt%，用固定床或釜式反应器，反应0.5-3h即达到反应平衡。2CN111672492A说明书1/9页用于碳酸二甲酯合成的催化剂及其制备方法及应用技术领域[0001]本发明涉及一种催化剂及其制备方法及应用，特别是涉及一种用于碳酸二甲酯合成的催化剂及其制备方法及应用。背景技术[0002]碳酸二甲酯（DMC）是一种重要的有机中间体，可用于合成聚碳酸酯、氨基甲酸酯、异腈酸酯等。DMC可以进行甲基化反应合成许多下游产品，因此在塑料、染料、食品添加剂、医学和农药等领域具有广泛的应用前景。DMC还具有高电介质常数，大量应用于锂离子电池电解液。另外，DMC具有高氧含量、高辛烷值、良好的汽油/水分配系数、低毒、快速生物降解等优点，是一种潜在的燃料油添加剂。因此，DMC合成越来越受到重视。[0003]目前，文献中报道DMC的合成方法主要有以下几种：光气法、甲醇氧化羰基化法、甲醇二氧化碳直接合成法、尿素醇解法以及酯交换法。其中碳酸乙烯酯（EC）与甲醇酯交换已实现工业化生产，并且有着原料价格较低，反应条件温和，工艺流程简单，对设备无腐蚀等优点，是一种很有发展前途的生产方法。[0004]目前，已产业化的千吨级/年的EC与MeOH酯交换项目是以甲醇钠为催化剂，原料EC和MeOH物质的量比为1∶6，催化剂含量为原料总质量的0.7%~1.0%。混合液通过常压反应精馏塔，塔釜温度72~76℃，塔顶温度63.6℃，从精馏塔顶采出DMC和MeOH共沸物，再通过高低压分离得到高纯DMC。但该过程存在一些问题：甲醇钠参与反应，对水敏感，极易失活，无法循环使用；甲醇钠失活产生的强碱性固废，从均相反应体系