[发明专利]一种碳酸二甲酯的制备工艺及其催化剂

说明书

本发明公开一种碳酸二甲酯的制备工艺及其催化剂，包括：(1)对硫酸渣干燥后粉磨，然后进行酸浸处理，固液分离得到预处理硫酸渣。(2)将所述预处理硫酸渣再次进行酸浸处理，将固液分离得到的固体渣清洗后烘干。(3)在固液分离得到的液相中加入过量沉淀剂使其中的铁元素形成沉淀，分离出该沉淀，洗涤后备用。(4)将所述沉淀与固体渣、碳酸钙、水混合均匀后造粒，将得到的微粒在空气气氛中进行煅烧，即得催化剂前驱体。(5)将催化剂前驱体用清水进行浸泡，完成后干燥，即得催化剂，用该催化剂催化二氧化碳和甲醇合成碳酸二甲酯，即得。本发明工艺以工业废渣制备的催化剂催化二氧化碳和甲醇合成碳酸二甲酯，提高了对甲醇的转化率且成本低。

技术领域

本发明涉及碳酸二甲酯制备技术领域，具体涉及一种碳酸二甲酯的制备工艺及其催化剂。

背景技术

众所周知，碳酸二甲酯是一种低毒、环保性能优异、用途广泛的化工原料，其含有CH₃-、CH₃O-、CH₃O-CO-、-CO-等多种官能团，被广泛用作有机合成的中间体，被称为当今有机合成的“新基石”，以碳酸二甲酯为原料可制备多种高附加值的精细专用化学品，如医药品、农药、合成材料、润滑油添加剂等。碳酸二甲酯最早的方法为光气法，由于其采用的原料含有剧毒，目前已经基本没有企业采用该方法制备碳酸二甲酯。目前的主流工艺是甲醇氧化羰基化法和酯交换法，而利用二氧化碳和甲醇直接合成碳酸二甲酯是目前正在研究方法，该方法采用的原料易得，而且更加安全环保，被认为是最有前景的方法。但该方法需要催化剂的辅助才能进行，目前还处于实验室试验阶段。另外，这类催化剂的制备成本高，而且催化剂对甲醇的转化率并不理想。因此，利用二氧化碳和甲醇直接合成碳酸二甲酯的方法还有待继续探索和改进。

发明内容

针对上述的问题，本发明提供一种碳酸二甲酯的制备工艺及其催化剂，该工艺以工业废渣制备的催化剂催化二氧化碳和甲醇直接合成碳酸二甲酯，不仅有助于促进工业废渣的资源化利用，降低了催化剂成本，而且对甲醇的转化率有了较好的提高，提高了原料利用率。为实现上述目的，本发明采用如下所述技术方案。

在本发明的第一方面，公开一种碳酸二甲酯的制备工艺，包括如下步骤：

(1)对硫酸渣干燥后粉磨，然后进行酸浸处理，降低硫酸渣中的铜、铅、锌、硫、砷等杂质元素，提高硫酸渣中铁的富集程度，固液分离得到预处理硫酸渣，备用。

(2)将所述预处理硫酸渣再次进行酸浸处理，以浸出其中的铁元素，固液分离，得到的固体渣清洗后烘干，备用。

(3)在步骤(2)固液分离得到的液相中加入过量沉淀剂使其中的铁元素形成沉淀，分离出该沉淀，洗涤后备用。

(4)将步骤(3)的沉淀与步骤(2)的固体渣、碳酸钙、水混合均匀后造粒，将得到的微粒在空气气氛中进行煅烧，即得催化剂前驱体。

(5)将步骤(4)得到的催化剂前驱体用清水进行浸泡，完成后干燥，即得催化剂，用该催化剂催化二氧化碳和甲醇合成碳酸二甲酯，即得。

进一步地，步骤(1)中，所述酸浸处理中硫酸渣与酸的比例为1g：1.4～1.7ml，所述酸包括质量分数5～15％的硫酸、硝酸中的任意一种。此步骤的主要目的是浸出硫酸渣中的铜、铅、锌、硫、砷等元素，同时保留硫酸渣中的铁元素，从而实现目标元素与杂质元素的分离，因此，此步骤需要采用低浓度的酸液进行浸渍，浓度过高容易使和硅酸盐矿物共生的赤铁矿被浸出，导致铁元素损失。

进一步地，步骤(1)中，所述酸浸处理的温度为40～65℃，时间为1.5～2 小时。

进一步地，步骤(2)中，所述酸浸处理中硫酸渣与酸的比例为1g：2.5～4ml，所述酸包括质量分数30～45％的硫酸、硝酸中的任意一种。此步骤的主要目的是浸出硫酸渣中的铁元素，需要采用较高浓度的酸进行浸出，以便进一步改性处理成催化剂。