[发明专利]甲苯选择羰基化合成对甲基苯甲醛的催化剂

说明书

本发明涉及甲苯选择羰基化合成对甲基苯甲醛的催化剂，主要解决现有技术中存在的甲苯选择羰基化合成对甲基苯甲醛收率低，催化剂用量过高的问题。采用用于制备甲苯选择羰基化合成对甲基苯甲醛的催化剂，包括咪唑类溴盐、卤化铝、镧系三氟甲磺酸盐的技术方案，较好地解决了该技术问题，可用于甲苯选择羰基化合成对甲基苯甲醛生产中。

技术领域

本发明涉及甲苯选择羰基化制合成对甲基苯甲醛的催化剂。

背景技术

精对苯二甲酸，俗称PTA，是合成聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的基本原料，其需求量持续增长，预计2016年，全球PTA的需求将达到6000万吨。传统的PTA生产采用对二甲苯首先在Co/Mn/Br催化剂下氧化生产粗对苯二甲酸(CTA)，然后加氢精制得到PTA；原料对二甲苯(PX)采用甲苯歧化生产，该方法均存在工艺流程长、反应条件苛刻、能耗大和选择性较低等弊端，同时在歧化过程中产生相同摩尔量的苯，甲苯利用率不高。甲苯与CO的羰基化反应可以高选择性地合成对甲基苯甲醛,进而氧化为对苯二甲酸。该方法生产工艺简单，原料CO成本低，因此备受人们青睐，具有良好的市场前景，如美国杜邦公司、埃克森美孚公司和日本三菱瓦斯公司等都对其进行过研究。美国专利US4554383(Process for producing p-tolualdehyde from toluene an aluminum halide alkyl pyridinium halide meltcatalyst)介绍了一种以氯化1-丁基吡啶和三氯化铝组成的催化剂催化甲苯羰基化的方法，该方法在100℃，,200atm下反应4小时，甲苯转化率仅9.3％，对甲基苯甲醛的选择性仅为71％。美国专利US6320083(Process for making aromatic aldehydes using ionicliquids)氯化烷基咪唑盐和三氯化铝组成的催化剂催化甲苯羰基化的方法，在0～100℃，1.47～19.6兆帕下，催化剂与甲苯之比为5:1，反应1小时，甲苯转化率为48％，对甲基苯甲醛的选择性为88.8％。上述专利中存在的主要问题是甲苯转化率低，催化剂用量过高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题之一是现有技术中存在的甲苯选择羰基化合成对甲基苯甲醛收率低，催化剂用量过高的问题，提供一种甲苯选择羰基化合成对甲基苯甲醛的催化剂，该催化剂中催化剂用量低、目标产物收率高的特点。

本发明所要解决的技术问题之二是采用上述技术问题之一所述催化剂的甲苯选择羰基化合成对甲基苯甲醛的方法。

为解决上述技术问题之一，本发明采用的技术方案如下：甲苯选择羰基化合成对甲基苯甲醛的催化剂，包括咪唑类溴盐、卤化铝、镧系三氟甲磺酸盐，所述咪唑类溴盐具有式(I)所示的结构：

其中，R1和R2独立选自C1～C4的烷基。

上述技术方案中，优选以重量计咪唑类溴盐:卤化铝:镧系三氟甲磺酸盐为100:(10～60):(1～20)。

上述技术方案中，所述咪唑类溴盐优选1-乙基-3-甲基溴化咪唑盐或1-丁基-3-甲基溴化咪唑盐的至少一种，更进一步优选所述咪唑类溴盐同时包括1-乙基-3-甲基溴化咪唑盐和1-丁基-3-甲基溴化咪唑盐，两种咪唑类溴盐在提高目标产物收率方面具有相互促进作用。

上述技术方案中，所述镧系三氟甲磺酸盐选自三氟甲磺酸镧或三氟甲磺酸钕的至少一种，更进一步优选所述镧系三氟甲磺酸盐同时三氟甲磺酸镧和三氟甲磺酸钕，两者在提高目标产物收率方面具有相互促进作用。

上述技术方案中，所述的卤化铝优选自氟化铝、氯化铝和溴化铝中至少一种，最优选为氯化铝。

为解决上述技术问题之二，本发明的技术方案如下：甲苯选择羰基化合成对甲基苯甲醛的方法，包括在上述技术问题之一中任一项所述催化剂存在下，甲苯与一氧化碳反应得到对甲基苯甲醛。