[发明专利]液相甲醇连续氧化羰基化合成碳酸二甲酯的催化剂及其制法和应用

权利要求书

1.一种液相甲醇连续氧化羰基化合成碳酸二甲酯的催化剂,其特征在于催化剂是由活性组分Cu₂O与活性炭组成，催化剂组成为：Cu₂O 5.0～25.0 wt%，活性炭75.0～95.0 wt%。

2.如权利要求1所述的一种液相甲醇连续氧化羰基化合成碳酸二甲酯的催化剂,其特征在于所述的活性炭为椰壳活性炭、果壳活性炭或木质活性炭，比表面积600～2400 m²/g，孔容0.8～1.6 cm³·g^-1，粒度为80～300目，孔分布：第一级孔为微孔，孔径≤2 nm，所占比例为10～20%，第二级孔为介孔，孔径为2.0～50 nm，不包括2 nm，占60～80%，第三级孔为大孔，孔径＞50 nm，占5%～20%。

3.如权利要求1所述的一种液相甲醇连续氧化羰基化合成碳酸二甲酯的催化剂,其特征在于所述的催化剂活性组分Cu₂O的晶粒尺寸2～10 nm。

4.如权利要求1－3任一项所述的一种液相甲醇连续氧化羰基化合成碳酸二甲酯的催化剂的制备方法,其特征在于包括如下步骤：

先将非氯铜盐、还原剂和沉淀剂配制成浓度范围分别为0.1～1.0 mol/L非氯铜盐溶液、0.05～1.0 mol/L还原剂溶液和0.1～1.0 mol/L沉淀剂水溶液，按非氯铜盐、还原剂和沉淀剂的摩尔比为：非氯铜盐：还原剂：沉淀剂 = 1：0.5～1.2：1.0～2.0，再将非氯铜盐水溶液、还原剂水溶液和沉淀剂水溶液一起加入到活性炭中，放在微波反应器下搅拌反应，然后将产物经洗涤、抽滤、真空慢速干燥，即得到无氯纳米铜负载活性炭催化剂。

5.如权利要求1－3任一项所述的一种液相甲醇连续氧化羰基化合成碳酸二甲酯的催化剂的制备方法,其特征在于包括如下步骤：

先将非氯铜盐、还原剂和沉淀剂配制成浓度范围分别为0.1～1.0 mol/L非氯铜盐溶液、0.05～1.0 mol/L还原剂溶液和0.1～1.0 mol/L沉淀剂水溶液，按非氯铜盐、还原剂和沉淀剂的摩尔比为：非氯铜盐：还原剂：沉淀剂 = 1：0.5～1.2：1.0～2.0，再将非氯铜盐水溶液和沉淀剂水溶液并流加到活性炭中，搅拌，静置，然后加入还原剂水溶液，再放在微波反应器下搅拌反应，然后将产物经洗涤、抽滤、真空慢速干燥，即得到无氯纳米铜负载活性炭催化剂。

6.如权利要求4或5所述的一种液相甲醇连续氧化羰基化合成碳酸二甲酯的催化剂的制备方法,其特征在于所述的非氯铜盐为硝酸铜、醋酸铜或硫酸铜。

7.如权利要求4或5所述的一种液相甲醇连续氧化羰基化合成碳酸二甲酯的催化剂的制备方法,其特征在于所述的还原剂为葡萄糖、水合肼、乙二醇、硼氢化钾、无水亚硫酸钠、柠檬酸钠中的一种。

8.如权利要求4或5所述的一种液相甲醇连续氧化羰基化合成碳酸二甲酯的催化剂的制备方法,其特征在于所述的沉淀剂为氨水、尿素、氢氧化钠、碳酸氢钠中的一种。

9.如权利要求4或5所述的一种液相甲醇连续氧化羰基化合成碳酸二甲酯的催化剂的制备方法,其特征在于所述的微波反应器搅拌反应条件为：微波温度60～90℃，微波辐射时间10～60 min。

10.如权利要求4或5所述的一种液相甲醇连续氧化羰基化合成碳酸二甲酯的催化剂的制备方法,其特征在于所述的真空慢速干燥条件为：真空度小于10kPa，干燥温度50～80℃，干燥时间6～24h。

11.如权利要求1－3任一项所述的一种液相甲醇连续氧化羰基化合成碳酸二甲酯的催化剂的应用,其特征在于包括如下步骤：

按无氯Cu₂O/AC催化剂质量浓度为5～30 wt%，将无氯Cu₂O/AC催化剂分散在液体甲醇中，加入至浆态床反应器中，利用氮气冲压至反应压力1.5～3.5 MPa，同时升温至反应温度110 ^oC～140 ^oC，，然后由浆态床反应器底部，按原料气体空速为100～4000 L/kg_cat·h，原料摩尔比组成为CO 20～40 mol%、O₂ 2～6 mol%和甲醇50～80 mol%，将CO+O₂组成的原料气体和液体甲醇通入高压反应釜内进行反应，从反应器出来的物料经冷凝器冷凝后得到反应产物。