[發明專利]一種多孔固體堿催化劑合成碳酸甲乙酯的方法

在審

• 申請號: 201811487220.6
• 申請日: 2018-12-06
• 公開（公告）號: CN109503374A
• 公開（公告）日: 2019-03-22
• 發明（設計）人: 石磊;范家麒;許光文;鄧文杰;劉菊;于悅
• 申請（專利權）人: 沈陽化工大學
• 主分類號: C07C68/06
• 分類號: C07C68/06;C07C69/96;B01J37/08;B01J23/02
• 代理公司: 沈陽技聯專利代理有限公司 21205
• 代理人: 張志剛

一種多孔固體堿催化劑合成碳酸甲乙酯的方法，涉及一種合成碳酸甲乙酯的方法，本發明提出一種固相研磨?燃燒法制備高分散、多孔、高比表面積的堿性催化劑的方法，用于高效催化碳酸二甲酯和碳酸乙醇合成碳酸甲乙酯。該催化劑制備工藝流程短、免了常規制備方法中繁瑣的老化洗滌環節，同時避免了大量含酸或堿廢水的產生。燃燒劑燃燒過程中產生的氣體使催化劑具有多孔、蓬松的特點，這大大提高了催化劑的比表面積，增加了活性組分與反應原料的接觸幾率。如采用該方法制備的CaO?SrO?Al₂O₃/SiO₂催化劑用于固定床反應工藝，催化劑酥松多孔，活性中心分散度高，比表面積大，熱穩定性好，其催化效果優于共沉淀法或尿素水解法制備的催化材料。

技術領域

本發明涉及一種合成碳酸甲乙酯的方法，特別是涉及一種多孔固體堿催化劑合成碳酸甲乙酯的方法。

背景技術

碳酸甲乙酯(ethylmethyl carbonate簡稱EMC),分子式C₄H₈O₃，分子量為104.1，無色透明液體，略有刺激性氣味。熔點-55℃，沸點109℃，不溶于水，溶于醇、醚等有機溶劑，是一種不對稱碳酸酯。由于同時含有甲基和乙基兼有碳酸二甲酯、碳酸二乙酯的特性，EMC也是特種香料和中間體的溶劑，用途十分廣泛。隨著鋰離子電池行業的迅猛發展，有關電池的安全性、使用年限等要求越來越嚴格，給電池電解質行業的技術革新帶來了挑戰。目前國內合成的各種電解質溶劑在質量上很少能達到使用標準，電解質一般從國外進口，而最近的研究發現碳酸甲乙酯可以作為一種很好的鋰離子電池的電解質，EMC介電常數大，粘度小，對鋰鹽溶解性強，具有良好的低溫使用性能，EMC用作鋰離子電池電解質的溶劑,能夠顯著提高鋰離子傳導的離子電導率，提高電池的能量密度和放電容量,能夠使電池的壽命延長，安全性能題高，因而碳酸甲乙酯電解液在鋰離子電池電解液行業中將具有不可替代的優勢。但是鋰離子電池對電解液的純度要求很高，電解液中的雜質會對電池的電化學性能產生顯著的影響，在國內EMC高昂的價格以及對其純度的嚴格要求限制了它的應用,因此開發一種低成本、高純度的EMC合成方法,是EMC得以廣泛使用的關鍵，而要做到降低生產成本，提高產品純度，其關鍵還是在于開發一種高效、無污染且使用周期長的催化劑。

發明內容

本發明的目的在于提供一種多孔固體堿催化劑合成碳酸甲乙酯的方法，本發明固相研磨-燃燒法制備高分散的多孔固體堿催化劑，用于催化碳酸二甲酯和乙醇合成高純度碳酸甲乙酯的反應，該方法工藝流程短、無需老化和水洗，避免了大量含酸或堿廢水的產生。采用該方法所制得催化劑酥松多孔，活性中心分散度高，比表面積大，熱穩定性好，其催化效果優于共沉淀法和尿素水解法制備的組成一致的催化劑。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

一種多孔固體堿催化劑合成碳酸甲乙酯的方法，所述方法為固相研磨-燃燒法制備的多孔固體堿催化劑用于合成碳酸甲乙酯的方法，以碳酸二甲酯和乙醇為原料，以多孔固體堿為催化劑，原料碳酸二甲酯和碳酸乙醇的摩爾比為0.1:1-10:1，反應壓力為0.1-5.0MPa，反應溫度50-250℃，催化劑用量為0.1-5 wt%，用固定床或釜式反應器；

所述多孔固體堿催化劑通過以下固相研磨-燃燒法制備：

1）稱取多種金屬鹽物理混合，在研缽或球磨機中研磨至充分物理混合；

2）取有機燃料，加入到研缽或球磨機中，與混合硝酸鹽混合研磨；

3）將混合均勻后的金屬鹽和燃料與無機載體再次充分研磨混合；

4）將均勻混合研磨后的金屬鹽和燃料或均勻混合研磨后的金屬鹽、燃料和載體置于烘箱中干燥，得到蓬松發泡的螯合物；

5）將上述螯合物放入馬弗爐中，在惰性氛圍或氧化氣氛下焙燒得到高分散的多孔固體堿催化劑。