[發明專利]一種甲醇羰基合成醋酸及醋酸甲酯的催化劑體系及其應用

在審

• 申請號: 201811113458.2
• 申請日: 2018-09-25
• 公開（公告）號: CN109092359A
• 公開（公告）日: 2018-12-28
• 發明（設計）人: 郭長任;劉毅
• 申請（專利權）人: 煜格（北京）科技有限公司
• 主分類號: B01J31/20
• 分類號: B01J31/20;C07C51/12;C07C53/08;C07C67/08;C07C69/14
• 代理公司: 大連星海專利事務所有限公司 21208
• 代理人: 楊翠翠

一種甲醇羰基合成醋酸及醋酸甲酯的催化劑體系及其應用，其屬于化工技術領域。催化劑體系以羰基銠作為催化劑活性組分，反應組分中包括烷基碘、水、堿金屬碘鹽，添加含氮化合物類有機配體作為穩定劑。體系中加入堿金屬鹽及含氮化合物內穩定劑，可使得羰基銠催化劑穩定性大幅增強，可在高濃度醋酸甲酯體系下保持穩定，不出現沉淀；用本催化體系進行生產，用戶可靈活調配目標產物，即可以醋酸為目標產品也可以醋酸甲酯為目標產品，同時可通過工藝參數調整同時生產醋酸及醋酸甲酯。

技術領域

本發明屬于化工技術領域，特別涉及一種甲醇羰基合成醋酸及醋酸甲酯的催化劑體系及其應用。

背景技術

醋酸是大宗化工產品，是最重要的有機酸之一。主要可用于生產醋酸乙烯、乙酐、醋酸酯和醋酸纖維素等。聚醋酸乙烯酯可用來制備薄膜和粘合劑，也是合成纖維維綸的原料。醋酸纖維素可制造人造絲和電影膠片。醋酸酯是優良的溶劑，廣泛用于油漆工業。醋酸還可用來合成乙酐、丙二酸二乙酯、乙酰醋酸乙酯、鹵代醋酸等，也可制造藥物如阿司匹林、還可以用于生產醋酸鹽等。在農藥、醫藥和染料、照相藥品制造、織物印染和橡膠工業中都有廣泛應用。

在食品工業中，醋酸用作酸化劑，增香劑和香料。制造食醋時，用水將醋酸稀釋至4～5%濃度，添加各種調味劑而得食用醋。作為酸味劑，使用時適當稀釋，可用于調飲料、罐頭等，如制作蕃茄、蘆筍、嬰兒食品、沙丁魚、魷魚等罐頭，可制作軟飲料，冷飲、糖果、焙烤食品、布丁類、膠媒糖、調味品等。

醋酸具有防腐劑的作用。1.5%就有明顯的抑菌作作用。在3%范圍以內，可避免霉斑引起的肉色變綠變黑。

醋酸甲酯在工業上有廣泛的用途，主要用于樹脂、涂料、油墨、油漆、膠粘劑、皮革生產過程所需的有機溶劑，聚氨酯泡沫發泡劑，天那水等。近年來開發的醋酸甲酯加氫制乙醇工藝又將醋酸甲酯推向了新的運用領域，乙醇作為一種大宗的化工品，廣泛用于燃料、溶劑等領域，市場需求量極大。

傳統甲醇羰基合成醋酸銠基催化劑體系在醋酸甲酯濃度較高的情況下容易出現沉淀，造成催化劑流失。而采用醋酸與甲醇酯化制備醋酸甲酯無疑流程過長，增加能耗。所以開發一種能同時兼顧甲醇羰基合成醋酸及醋酸甲酯的催化體系無疑可極大的優化生產工藝。

發明內容

本發明通過對傳統銠基催化體系添加特殊穩定劑，使得催化劑在保持原有反應活性的同時能保持穩定，反應體系中可保持較高的醋酸甲酯濃度，使得本反應體系可單獨生產醋酸或醋酸甲酯也可同時生產醋酸和醋酸甲酯。

為實現上述目的，本發明提供的甲醇羰基合成醋酸及醋酸甲酯的催化劑體系以羰基銠作為催化劑活性組分，反應組分中包括烷基碘、水、堿金屬碘鹽，添加含氮化合物類有機配體作為穩定劑。其中：

羰基銠的用量按重量百分比以銠記為200-2000ppm，優選400-1000ppm；烷基碘在反應體系中的含量按重量百分比為5-40%，優選10-30%；水在反應體系中的含量按重量百分比為4-15%，優選5-8%；堿金屬碘鹽在反應體系中的含量按重量百分比為8-15%，優選10-12%；銠與含氮化合物的摩爾比優選為1︰(10-80)，優選1︰(30-50)。

所述的催化體系中羰基銠為[Rh (CO)₂I₂]。所述的催化體系中烷基碘為碘甲烷；

所述的催化體系中堿金屬鹽為碘化鋰；所述的催化體系中含氮化合物為嗎啉類及咪唑類含氮化合物；所述的催化體系中含氮化合物嗎啉類包括N-甲基嗎啉、N-乙基嗎啉、N-甲酰嗎啉、N-乙酰嗎啉，優選N-甲酰嗎啉、N-乙酰嗎啉；所述的催化體系中含氮化合物咪唑類包括N-甲基咪唑、N-乙基咪唑，優選N-乙基咪唑。

本發明所述的催化劑體系用于甲醇羰基合成醋酸及醋酸甲酯時，反應原料為甲醇及CO，反應壓力為2.8-3.6MPa，反應溫度為170-195℃。

本發明催化劑體系特征為：