[发明专利]吡啶基铑催化剂及其制备方法和应用

说明书

一种吡啶基铑催化剂，所述吡啶基铑催化剂由含吡啶基的化合物与Rh₂(CO)₄X₂配位形成，其中，X为Cl或I。本发明以Rh₂(CO)₄X₂与含吡啶基团的化合物原料，在羰基铑与含吡啶基团的化合物之间，形成Rh‑N与Rh‑O配位键，使得铑与含吡啶基的化合物相配位，得到结构稳定的吡啶基铑催化剂。该吡啶基铑催化剂，通过含吡啶基团维持催化剂的稳定性，使得催化剂不易分解沉淀造成失活，通过在铑基催化剂的基础上通过添加配体来提高催化剂的稳定性，保持其活性。另外，该反应中原料采用甲醇和CO来合成醋酸，反应中不仅甲醇的转化率高，而且选择性专一只生成醋酸，解决了羰化过程中副产物多以及醋酸的选择性不高等问题。本发明还提供了该吡啶基铑催化剂的制备方法和应用。

技术领域：

本发明涉及羰基化制备醋酸技术领域，具体地说，涉及一种吡啶基铑催化剂及其制备方法和应用。

背景技术：

醋酸是一种重要的基本有机化工产品，作为重要有机原料和一种优良的有机溶剂广泛应用于化工、轻纺、塑料、医药、橡胶以及染料等行业。

目前就全世界的醋酸生产工艺来说，甲醇羰基化制醋酸生产工艺已经成为全球醋酸生产工艺，而Monsanto生产技术也成为其醋酸生产的主流工艺。Monsanto生产工艺以[Rh(CO)₂I₂]^–为催化活性中心，反应条件在150-200℃，压力在3-6MPa，反应条件较为温和。但是Monsanto工艺中铑碘催化剂也存在一些问题，催化剂活性中心[Rh(CO)₂I₂]^–与体系中HI作用会形成[Rh(CO)₂I₃H]^–，[Rh(CO)₂I₃H]^–进而与HI作用形成[Rh(CO)₂I₄]^–造成催化剂活性中心的变价。因此在铑基催化剂反应体系中一般需要添加质量分数14-16％的水来加速[Rh(CO)₂I₄]^–向[Rh(CO)₂I₂]^–的转化，提高催化剂的稳定性及保持其催化剂的活性，但是，高含量的水会导致反应体系中间水煤气变换副反应的发生，转化率降低，在后期产物分离过程中提高成本。

因此，需要对以铑为活性中心的催化剂体系进行改性，以提高催化剂的稳定性以保持其催化剂的活性，避免因水含量高导致反应体系中间水煤气变换副反应的发生，提高转化率降，降低后期产物分离过程中的成本。

发明内容：

本发明的目的之一是提供一种吡啶基铑催化剂，以含吡啶基团作为催化剂的稳定剂，以提高催化剂的稳定性以保持其催化剂的活性，避免因水含量高导致反应体系中间水煤气变换副反应的发生，提高转化率降，降低后期产物分离过程中的成本。

本发明的目的之二是提供一种吡啶基铑催化剂的制备方法。

本发明的目的之三是提供一种吡啶基铑催化剂的应用。

一种吡啶基铑催化剂，所述吡啶基铑催化剂由含吡啶基的化合物与Rh₂(CO)₄X₂配位形成，其中，X为Cl或I，吡啶基铑催化剂的结构式如下：

优选的，所述含吡啶基的化合物为3-甲基-2-吡啶甲酸、2-吡啶甲酸甲酯及2,2'-联吡啶-3,3'-二羧酸中的一种。

一种如权利要求1所述吡啶基铑催化剂的制备方法，包括以下步骤：