[發明專利]一種碳酸甲乙酯強堿性陰樹脂催化劑及其制備方法

在審

• 申請號: 202111104627.8
• 申請日: 2021-09-18
• 公開（公告）號: CN113813996A
• 公開（公告）日: 2021-12-21
• 發明（設計）人: 郭為磊;尹志義;趙利亞;毛進池;王磐
• 申請（專利權）人: 凱瑞環保科技股份有限公司
• 主分類號: B01J31/08
• 分類號: B01J31/08;B01J35/10;C08F212/08;C08F212/36;C08F8/24;C08F8/44;C08J9/28;C07C213/04;C07C215/40;C07C68/06;C07C69/96
• 代理公司: 石家莊領皓專利代理有限公司 13130
• 代理人: 阿曉東

本發明涉及催化劑合成技術領域，提出了一種碳酸甲乙酯強堿陰樹脂催化劑，通過以下組分制備得到：80?120份的苯乙烯、1?20份的二乙烯苯、10?50份的致孔劑、0.5?3份的過氧化苯甲酰、180?230份聚乙烯醇溶液、10?30份氯化鋅、800?1300份氯甲醚、80?120份DMF、280?330份季胺鹽。其中，季銨鹽通過三甲胺與氯代烷醇制備得到，通過該季銨鹽對催化劑進行功能化，在催化劑中引入醚鍵，顯著提高了其在合成碳酸甲乙酯中的催化效果，并且催化劑可反復使用，仍保持較高的催化效果，延長使用時間。

技術領域

本發明涉及一種合成碳酸甲乙酯的催化劑及其制備方法，具體的，涉及一種碳酸甲乙酯強堿性陰樹脂催化劑及其制備方法。

背景技術

碳酸甲乙酯是一種重要的有機原料，作為一種不對稱碳酸脂，廣泛的應用于塑料加工中的增塑劑、紡織助劑、有機合成中間體、醫藥成分、特種香料等方面，尤其是一種可以提高鋰電池的能量密度和放電容量的溶劑。目前工業化生產碳酸甲乙酯的工藝主要有光氣法、氧化羰化法和酯交換法。其中，光氣法工藝復雜，原料毒性較強，操作費用高，在當前安全形勢下已被淘汰。采用氧化羰化法，其催化劑成本和操作費用均比較高，收益較低。而酯交換法具有原料毒性低，成本低、操作工藝簡單、后續分離容易等優點。因此，采用酯交換法制備碳酸甲乙酯是工業生產發展的方向。

目前應用于酯交換反應的催化劑分為均相催化劑和非均相催化劑。前者多以堿金屬醇為代表，反應轉化率及速率均較快，但是均相催化劑不易與產物分離，難以回收和重復使用，生產成本較大。后者常用的催化劑多為負載于SiO₂、Al₂O₃等載體上的堿金屬或金屬鹽、金屬氧化物，或堿金屬分子篩、樹脂等，催化劑與產物容易分離且容易回收，但是該類催化劑有選擇性和收率不高的問題。

專利CN1228358A中用16％KOH/KX分子篩為催化劑，以碳酸丙烯酯和甲醇為原料酯交換合成DMC，碳酸丙烯酯轉化率為41％，DMC收率為38.5％。專利US20050080287A1和專利US06207850B1中均提到了Al₂O₃、MgO等金屬氧化物催化劑，選擇性及收率均不高。專利申請CN101003018A中制得氧化鈣和氧化鋯組成的固體堿催化劑，碳酸乙烯酯最高轉化率為93.9％；碳酸丙烯酯最高轉化率為94.7％，但是其反應溫度較高，為120-140℃，且未提及催化劑的選擇性等性能參數。

樹脂類酯交換催化劑多為帶叔胺、季胺、磺酸和羧酸功能團的離子交換樹脂，根據文獻記載，該類催化劑不適用高溫反應，并且其功能基團容易脫落、活性下降快。

發明內容

本發明提出一種碳酸甲乙酯強堿性陰樹脂催化劑及其制備方法，該催化劑通過用醚鍵連接堿性基團增強了其耐溫性能，并且該催化劑活性高，反應時間長，重復利用率高等優點，轉化率及選擇性均達95％以上。

本發明的技術方案如下：

一種碳酸甲乙酯強堿性陰樹脂催化劑，包括以下重量份組分制備得到：80-120份的苯乙烯、1-20份的二乙烯苯、10-50份的致孔劑、0.5-3份的過氧化苯甲酰、180-230份聚乙烯醇溶液、10-30份氯化鋅、800-1300份氯甲醚、80-120份DMF、280-330份季胺鹽；

所述聚乙烯醇溶液的質量百分濃度為0.1-1％。

進一步地，所述的致孔劑為300#液蠟和正丁醇中的一種或兩種。

優選的，所述致孔劑為質量比為3-8:1的300#液蠟和正丁醇的混合物。

進一步地，所述季胺鹽為HO(CH₂)_nN⁺(CH₃)₃Cl^-，其同系物、同分異構體中的一種或多種；所述n＝2-5。

更進一步地，所述n＝2。