[發(fā)明專利]一種生產(chǎn)甲氧基乙酸甲酯的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410472421.4
• 申請日: 2014-09-16
• 公開（公告）號: CN105481693B
• 公開（公告）日: 2017-08-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉世平;朱文良;劉紅超;劉勇;倪友明;劉中民;李利娜;周慧
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所
• 主分類號: C07C69/708
• 分類號: C07C69/708;C07C67/36
• 代理公司: 北京元周律知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11540
• 代理人: 潘欣欣

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及一種甲氧基乙酸甲酯的合成方法。

背景技術(shù)

甲氧基乙酸甲酯是一種重要的有機(jī)化工原料，能夠用于制備多種化工產(chǎn)品，其中一個非常重要的下游產(chǎn)品是乙二醇，乙二醇是合成聚酯纖維的重要單體，除此之外還是一種重要的防凍劑。目前而言，生產(chǎn)乙二醇路徑主要依賴于石油化工得到的烯烴。由于石油資源的短缺及其不可再生性，開發(fā)非石油路徑生產(chǎn)乙二醇是十分必要的。

甲醇目前可以通過煤化工路線得到，如果甲醇能夠直接氧化羰基化生成甲氧基乙酸甲酯，將具有投資少、操作和生產(chǎn)成本低等顯著的優(yōu)勢。但是目前工業(yè)上甲醇氧化需要在高溫(300-400℃)條件下進(jìn)行，而羰基化反應(yīng)則是在較低的反應(yīng)溫度下進(jìn)行，因此只是將甲醇工業(yè)用氧化催化劑和羰基化催化劑填裝于同一反應(yīng)器中是無法實(shí)現(xiàn)甲醇直接制備甲氧基乙酸甲酯的。

本申請公開了一種生產(chǎn)乙二醇前驅(qū)體甲氧基乙酸甲酯的方法，甲醇能夠在同一個反應(yīng)體系內(nèi)，較低溫度下，一步法進(jìn)行氧化羰基化直接生產(chǎn)甲氧基乙酸甲酯。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)本申請的一個方面，提供了一種甲醇氧化羰基化生產(chǎn)甲氧基乙酸甲酯的方法。將下述式(1)甲醇與氧氣制甲醛、式(2)甲醇與甲醛制甲縮醛以及式(3)甲縮醛與一氧化碳制甲氧基乙酸甲酯三個工藝在同一個反應(yīng)體系中一步完成，實(shí)現(xiàn)如式(4)所示的以甲醇、氧氣和一氧化碳為原料，直接制備甲氧基乙酸甲酯的路線。

CH₃OH+1/2O₂→CH₂O+H₂O 式(1)

CH₂O+2CH₃OH→CH₃OCH₂OCH₃+H₂O 式(2)

3CH₃OH+O₂+CO→CH₃OCH₂COOCH₃+2H₂O 式(4)

所述生產(chǎn)甲氧基乙酸甲酯的方法，其特征在于，將含有甲醇、氧氣和一氧化碳的原料通入反應(yīng)器，與氧化催化劑和固體酸催化劑接觸，在反應(yīng)溫度130～150℃、反應(yīng)壓力1.0～10.0MPa、甲醇質(zhì)量空速2.7～8.1h^-1的條件下反應(yīng)，生產(chǎn)甲氧基乙酸甲酯；

所述原料中甲醇、氧氣和一氧化碳的摩爾比例為甲醇：氧氣：一氧化碳＝1：1～5：20～100。

優(yōu)選地，甲醇、氧氣和一氧化碳在所述原料中的質(zhì)量占比之和為80％～100％；進(jìn)一步優(yōu)選地，所述甲醇、氧氣和一氧化碳在所述原料中的質(zhì)量占比之和范圍上限任選自100％、99％、98％，下限任選自90％、95％。

優(yōu)選地，所述反應(yīng)溫度為130～150℃。

優(yōu)選地，所述反應(yīng)壓力范圍任選自5MPa、3MPa，下限任選自1MPa、2MPa。進(jìn)一步優(yōu)選地，所述反應(yīng)壓力范圍為1.0～5.0MPa。

優(yōu)選地，所述甲醇質(zhì)量空速為2.7～8.1h^-1。

優(yōu)選地，所述氧化催化劑和固體酸催化劑的質(zhì)量比例為5：1～5。

優(yōu)選地，所述氧化催化劑中含有釩元素。

優(yōu)選地，所述氧化催化劑中含有五氧化二釩。

優(yōu)選地，所述五氧化二釩在氧化催化劑中的重量含量為5～25％。

優(yōu)選地，所述固體酸催化劑含有全氟磺酸樹脂、雜多酸、雜多酸鹽、H-FAU分子篩、H-ZSM-5分子篩、H-Beta分子篩中的一種或多種。優(yōu)選地，所述固體酸催化劑選自全氟磺酸樹脂、雜多酸、雜多酸鹽、H-FAU分子篩、H-ZSM-5分子篩、H-Beta分子篩中的一種或多種。所述H-FAU分子篩為氫型FAU分子篩；H-ZSM-5分子篩為氫型ZSM-5分子篩；所述H-Beta分子篩為氫型Beta分子篩。

優(yōu)選地，所述固體酸催化劑含有全氟磺酸樹脂。進(jìn)一步優(yōu)選地，所述固體酸催化劑為全氟磺酸樹脂。

根據(jù)本領(lǐng)域公知常識，氫型分子篩通常為分子篩經(jīng)過銨離子交換、焙燒得到。

本申請中，全氟磺酸樹脂(也寫作Nafion-H)一般由將帶有磺酸基的全氟乙烯基醚單體與四氟乙烯進(jìn)行共聚得到，具有耐熱性能好、化學(xué)穩(wěn)定性和機(jī)械強(qiáng)度高等特點(diǎn)。

優(yōu)選地，所述氧化催化劑和固體酸催化劑混合裝填于所述反應(yīng)器中或分別作為獨(dú)立床層裝填于所述反應(yīng)器中。

優(yōu)選地，所述氧化催化劑的合成過程包括如下步驟：