[發(fā)明專利]用于制備碳酸乙烯酯的催化劑及其制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010208069.5
• 申請日: 2010-06-24
• 公開（公告）號: CN102294266A
• 公開（公告）日: 2011-12-28
• 發(fā)明（設計）人: 陳梁鋒;何文軍
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司上海石油化工研究院
• 主分類號: B01J31/26
• 分類號: B01J31/26;B01J31/28;C07D317/38
• 代理公司: 上海浦東良風專利代理有限責任公司 31113
• 代理人: 張惠明

技術領域

本發(fā)明涉及一種用于制備碳酸乙烯酯的催化劑及其制備方法。

背景技術

碳酸乙烯酯是一種性能優(yōu)良的溶劑和精細化工中間體，是有機化工潛在的基礎原料。同時，CO₂是一種溫室氣體，如何有效的固定已經成為本世紀最具挑戰(zhàn)性的課題之一。而通過環(huán)氧乙烷和CO₂反應合成碳酸乙烯酯就是其中一種很好的固定方法。隨著最近以碳酸乙烯酯為原料聯(lián)產碳酸二甲酯和乙二醇反應日益受到關注，通過碳酸乙烯酯固定CO₂的途徑也受到了越來越多的重視。

目前已報道的生產碳酸乙烯酯的方法多數是使用Lewis酸金屬化合物和Lewis堿組成的二元均相催化劑，其中使用的Lewis酸金屬化合物包括堿(土)金屬鹵化物、過渡金屬鹽、過渡金屬或主族金屬配合物，所使用的Lewis堿有有機堿(如DMF，DMAP等)、季銨鹽、季鏻鹽、咪唑鹽、冠醚等等。這些催化體系或者活性、選擇性不高，或者使用了毒性很強的有機溶劑，且均相催化體系存在催化劑難于分離的缺點。而目前使用較多的非均相催化體系包括金屬氧化物體系(如CeO₂-ZrO₂，Green?Chem.2004，6，206-214)、堿性沸石體系(如Cs/KX，J.Catal.2001，199，85-91)等，這些催化劑體系活性低，所需要的反應時間較長。夏春谷等將ZnCl₂固載于殼聚糖載體上，盡管取得了較高催化活性，但是催化劑套用5次以后活性降低了約8％。推測可能的原因是催化劑活性組分的流失(Appl.Catal.A?2005，279，125-129)。因此，開發(fā)一種易分離、活性高、反應條件溫和、不易失活的催化體系顯得十分重要。

發(fā)明內容

本發(fā)明所要解決的技術問題之一是以往技術中存在的催化劑活性低、活性組分易流失的問題，提供一種新的用于制備碳酸乙烯酯的催化劑。該催化劑具有催化活性高，不易失活的特點。本發(fā)明所要解決的技術問題之二是提供一種與解決技術問題之一相對應的用于制備碳酸乙烯酯的催化劑的制備方法。

為解決上述技術問題之一，本發(fā)明采用的技術方案如下：一種用于制備碳酸乙烯酯的催化劑，以重量份數計包含以下組分：

a)0.2～30份的金屬鹽，其中金屬陽離子選自Zn²⁺、Fe³⁺、Co²⁺、Ni²⁺或Cu²⁺，陰離子選自SO₄^2-、HCO₃^2-、NO₃^-、Cl^-、Br^-或I^-；

b)70～99.8份的載體SiO₂，所述載體SiO₂經C_aH_bX_cSi(OR)₃改性，其中a＝3～7，b＝7～18，c＝1～3，X為N或S，R為-CH₃或-CH₂CH₃。

上述技術方案中，以重量份數計，金屬鹽的含量優(yōu)選范圍為0.3～29份，更優(yōu)選范圍為0.5～28份。載體的含量優(yōu)選范圍為71～99.7份，更優(yōu)選范圍為72～99.5份。改性時，改性溫度優(yōu)選范圍為90～150℃，改性時間優(yōu)選范圍為2～50小時，C_aH_bX_cSi(OR)₃與SiO₂的重量比優(yōu)選范圍為(0.002～0.15)∶1，更優(yōu)選范圍為(0.005～0.15)∶1，最優(yōu)選范圍為(0.01～0.15)∶1。所述SiO₂的比表面積優(yōu)選范圍為20～1500米²/克，更優(yōu)選范圍為40～1000米²/克，最優(yōu)選范圍為50～800米²/克。所述SiO₂優(yōu)選方案為選自多孔SiO₂、SBA-15、MCM-41、MCF、HMS、KIT-6、SBA-16或硅藻土中的一種，更優(yōu)選方案為選自多孔SiO₂、SBA-15或MCM-41中的一種。

為解決上述技術問題之二，本發(fā)明采用的技術方案如下：一種用于制備碳酸乙烯酯的催化劑的制備方法，包括以下步驟：