[发明专利]一种酯交换法制备碳酸甲乙酯的方法

摘要

一种酯交换法制备碳酸甲乙酯的方法，涉及一种制备化工原料的方法，本发明所制备的第一种催化剂同时具有大孔和微孔结构，其中大孔能够显著提高传质效果，而微孔能够显著提高载体比表面积，同时提高活性中心的分散度。同时，所制备的第一种催化剂同时具有碱活性中心以及L酸催化活性中心。所制备的15%MgO‑5%MgCl2‑2%La2O3/Al2O3‑SiO2应用于碳酸二甲酯与乙醇酯交换固定床连续反应中，当反应温度为200℃，空速为30 h‑1催化剂连续反应5000 h不失活，能够保持碳酸二甲酯转化率为70%，乙醇转化率为80%，产物碳酸甲乙酯收率为56%；反应后催化剂经过简单过滤处理就可以再次重复利用，并且催化剂重复使用多次后仍能保持活性不变。

主权项

一种酯交换法制备碳酸甲乙酯的方法，其特征在于，所述方法以碳酸二甲酯和乙醇为原料，在自制的具有复合孔结构的负载型催化剂存在下进行酯交换制备碳酸甲乙酯，原料碳酸二甲酯和乙醇的摩尔比为0.1:1‑5:1，在常压下反应，反应温度50‑250℃，催化剂用量为原料质量的0.1‑3wt %，反应方式为固定床连续反应与釜式反应两种；包括以下过程：以固定床反应制备碳酸甲乙酯的过程中，以摩尔比0.1:1‑5:1的碳酸二甲酯和乙醇为原料，利用恒流泵将原料泵入反应管中，在空速为0.1‑100 h‑1，常压，反应温度50‑250℃的条件下，进料15‑60min后连续收集反应后样品，催化剂用量为原料质量的0.1‑3wt %，优选反应条件为碳酸二甲酯和乙醇摩尔比0.5:1‑2:1，空速20‑50 h‑1，反应温度150‑200 ℃；以釜式反应制备碳酸甲乙酯的过程中，以摩尔比0.1:1‑5:1的碳酸二甲酯和乙醇为原料，在三口烧瓶中装入原料和催化剂，置于加热套中，在25‑100℃搅拌加热回流0.5‑10 h，催化剂用量为原料质量的0.1‑3wt %，优选原料碳酸甲乙酯和碳酸二乙酯的摩尔比为1:1，反应温度78℃；具有复合孔结构的负载型催化剂其通式为X/YaOb‑ZcOd，其中X为包含Al、Mg、K、Cs、Ca、Ba、Sr、La、Fe、Mn中一种或者多种元素的氧化物；Y为Si、Al中一种或多种氧化物；Z为Si、Al、Ti中一种或多种氧化物；a、b、c和d分别是Y、Z和氧相对于原子分数；a为1或2，b为2或3，c为1或2，d为2或3；具有复合孔结构的负载型催化剂其通式X/YaOb‑ZcOd中ZcOd为自制的大孔载体，其制备过程包括以下步骤：1）提供BET比表面积为100‑400 m2/g，平均孔径为100‑350 Å，孔体积为0.5‑1.3 mL/g的ZcOd胶体颗粒；2）将所述ZcOd胶体颗粒置于碱性溶液中于70‑200℃下进行热处理8‑12 h；3）经碱液处理过的ZcOd胶体颗粒用去离子水洗涤4‑6次以去除残留的碱液，而后置于烘箱中于120℃下干燥4‑7 h即得到大孔径的ZcOd载体；具有复合孔结构的负载型催化剂其通式X/YaOb‑ZcOd中YaOb‑ZcOd为自制的具有大孔和微孔复合孔结构的载体，其制备过程包括以下步骤：4）把ZcOd质量分数0.1‑40%的YaOb溶胶在超声环境中分多次浸渍到大孔载体ZcOd孔道中；5）浸渍后的催化剂复合载体前驱体在110‑120℃下干燥10‑12 h；6）将干燥后的催化剂复合载体前驱体置于马弗炉中于550‑650℃焙烧3‑5 h，在焙烧过程中YaOb溶胶粒子发生缩聚，从而在大孔载体ZcOd孔道内部形成微孔结构，得到具有大孔和微孔复合孔结构的载体YaOb‑ZcOd；具有复合孔结构的负载型催化剂采用浸渍法制备，其制备过程包括以下步骤：1）把制备得到的具有复合孔结构的YaOb‑ZcOd载体放入马弗炉中500℃焙烧4小时以除去YaOb‑ZcOd中吸附的水；2）取YaOb‑ZcOd质量0.1‑50%的X金属硝酸盐和氯化盐的混合溶液，在超声环境中分多次浸渍到焙烧后的YaOb‑ZcOd载体孔道中；3）浸渍后的催化剂前驱体在烘箱中于110 ‑120℃下干燥10‑12 h；4）将干燥后的催化剂前驱体在马弗炉中于550‑650℃下焙烧3‑5 h，得到具有复合孔结构的负载型催化剂X/YaOb‑ZcOd。