專利名稱：乙醇氧化羰化合成碳酸二乙酯的工藝方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種由乙醇、氧、一氧化碳在催化劑存在下液相直接氧化羰化合成碳酸二乙酯的工藝方法。

發(fā)明內容
本發(fā)明針對目前現(xiàn)有技術的不足之處，采用高活性的銅鹽或亞銅鹽與助催化的有機氮化物組成均相催化體系；使用單管液相鼓泡式反應器，在壓力條件下將一氧化碳(CO)及氧氣(O2)通入液相乙醇，直接氧化羰化合成碳酸二乙酯。其反應方程式為 本方法具有工藝簡單，收率高，無污染，成本低等特點。
本發(fā)明所使用的催化體系為均相的主催化劑與助催化劑二元組分的復合催化劑體系。其中主催化劑為銅鹽或亞銅鹽，助催化劑為吡啶、烷基吡啶、吡啶羧酸、吡咯、吡唑、咪唑、菲羅啉、及其甲基衍生物、乙基衍生物等。主催化劑與助催化劑的配比為1∶0.1～4，兩者形成復合催化劑。反應過程中，此復合催化劑溶于反應液。由于氣相與液相催化體系接觸均勻，大大提高了擴散效率，減少阻力、消除了反應系統(tǒng)的堵塞問題。同時，由于助催化劑自身具有良好的緩蝕效果，本催化體系腐蝕性大大下降，有利于工業(yè)設備的制造與維修。
單管反應器由液相段及汽相段組成，分別占總長的2/3及1/2，氣相段管徑為液相段管徑1.5～5倍。液相段提供反應空間，汽相段提供汽、液分離空間，液相段由氣體進口、乙醇進口，液位計、氣體分布器，消泡網，加熱層等部件組成。氣相段由氣體出口，回流口、分離壓、分離網等部件組成。
本發(fā)明中的工藝生產過程為，從單管反應器的液相區(qū)底部泵入乙醇，復合催化劑可以從加料口直接加入反應器，也可由反應器外溶于乙醇后泵入反應器，并通入反應氣CO和O2。所用的反應氣體，O2可為純工業(yè)氧氣，也可為富氧氣體，其純度為，85-99％；CO可為純一氧化碳，也可為其他含CO的工業(yè)排放廢氣，一氧化碳濃度可為80-99％，其中雜質如N2、H2、O2、CH4、CO2等均不對催化劑產生不良影響。加料后升溫至80-180℃，反應壓力1.0～4.0MPa；發(fā)生反應后，反應的產物部分汽化后上升至氣相區(qū)，反應產物碳酸二乙酯、水及原料氣體以一定的空速從汽相段頂部排出。在分離段，由于分離段直徑增大而使流動速度降低，大部分夾帶液體落下，產物蒸汽與未反應氣體被帶出反應器，進入冷卻器及汽液分離器，被分離的氣體進入循環(huán)機后再進入反應器底部液相區(qū)進行反應，粗產品液體進入下一道分離工序，分離工段中碳酸二乙酯、乙醇、水三種物質經過精餾后，得到碳酸二乙酯產品，排放水，回收的乙醇送入乙醇貯槽，循環(huán)使用。
本發(fā)明中的復合催化劑，可由反應器上的加料口加入固體物質，也可由反應器外溶于乙醇后泵入反應器，催化劑在整個液相體系中的含量為2-20％(W/W)。
本發(fā)明的工藝方法所使用的單管反應器及二元催化劑體系，用于乙醇液相氧化羰化制備碳酸二乙酯，反應溫度為80～180℃，最好為95～135℃，壓力為1.0～4.0MPa，最好為1.8～2.5MPa，CO濃度為80～99％，最好為85～95％，O2濃度為1～15％，最好為5～7％，H2O濃度為1～20％，最好為1～8％，空速為200～2000h-1，最好為800～1000h-1。在上述條件下，反應體系可長期運行，運行時間可達200～2000h，乙醇單程轉化率為5～30％，選擇性為99％，CO選擇性為85～95％，產物中DEC濃度可為15～25％，產物中有機副產物含量小于0.05％。催化劑產率為0.5～1.0gDEC/gCat.h。
本發(fā)明中的復合催化劑，經長期運行后失活，可從反應器底部放出，蒸出其中的乙醇后，得到含銅的殘渣。殘渣可按常規(guī)無機制備方法方便地回收得到銅鹽，回收率達90～95％。
權利要求
1.一種由乙醇、氧、一氧化碳氧化羰化合成碳酸二乙酯的工藝方法，其特征在于從單管反應器的液相區(qū)底部泵入乙醇，復合催化劑可以從加料口直接加入反應器，也可由反應器外溶于乙醇后泵入反應器；通入反應氣一氧化碳和氧氣，加料后需要升溫至反應溫度和反應壓力；發(fā)生反應后，反應的產物部分汽化后上升至氣相區(qū)，反應產物碳酸二乙酯、水及原料氣體以一定的空速從汽相段頂部排出；在分離段，大部分夾帶液體落下，產物蒸汽與未反應氣體被帶出反應器，進入冷卻器及汽液分離器，被分離的氣體進入循環(huán)機后再進入反應器底部液相區(qū)進行反應，液體進入下一道分離工序，分離工段中碳酸二乙酯、乙醇、水三種物質經過精餾后，得到碳酸二乙酯產品；反應所使用的催化體系為均相的主催化劑與助催化劑二元組分的復合催化劑體系。
2.按權項要求1所述的一種由乙醇、氧、一氧化碳氧化羰化合成碳酸二乙酯的工藝方法，其特征在于所指的反應溫度為80～180℃；反應壓力為1.0～4.0MPa；反應氣體CO的濃度為80～99％；O2的濃度為1～15％；H2O濃度為1～20％；空速為200～2000h-1。
3.按權項要求2所述的由乙醇、氧、一氧化碳直接氧化羰化合成碳酸二乙酯的工藝生產過程，其特征在于其工藝方法的反應條件是，溫度為95～135℃；壓力為1.8～2.5MPa；CO濃度為85～95％；O2濃度為5～7％；H2O濃度為1～8％；空速為800～1000h-1。
4.按權項要求1所述的由乙醇、氧、一氧化碳氧化羰化合成碳酸二乙酯的工藝方法，其特征在于所指的主催化劑包括銅鹽、亞銅鹽，助催化劑包括吡啶、烷基吡啶、吡啶羧酸、吡咯、吡唑、咪唑、菲羅啉、及其甲基衍生物、乙基衍生物；主催化劑與助催化劑的配比為1∶0.1～4；催化劑在整個液相體系中的含量為2～20％W/W。
全文摘要
一種由乙醇、氧、一氧化碳在催化劑存在下液相直接氧化羰化合成碳酸二乙酯的工藝方法。本發(fā)明針對現(xiàn)有技術所用的催化體系為非均相的,選擇性差,生產工藝過程復雜,副產物多的缺點,采用了高活性的銅鹽與亞銅鹽作為主催化劑與助催化的有機氮化物組成的二元均相催化體系;使用單管鼓泡式反應器,在壓力條件下將一氧化碳及氧氣通入液相乙醇,直接氧化羰化合成碳酸二乙酯。本方法具有工藝簡單,收率高,無污染,成本低等特點。
文檔編號C07C68/00GK1379017SQ02115688
公開日2002年11月13日 申請日期2002年4月5日 優(yōu)先權日2002年4月5日
發(fā)明者李光興, 莫婉玲, 朱永強, 熊輝, 梅付名, 朱大建, 王庶 申請人:華中科技大學