專利名稱：一種制備碳酸二甲酯聯(lián)產(chǎn)乙二醇的催化方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及綠色、清潔催化技術(shù)領(lǐng)域，具體指一種復(fù)合催化劑催化下以環(huán)氧乙烷 和二氧化碳為原料經(jīng)羰基化制備碳酸乙烯酯，環(huán)狀碳酸乙烯酯與甲醇經(jīng)酯交換反應(yīng)制備碳 酸二甲酯并聯(lián)產(chǎn)乙二醇的方法，并且催化劑可以循環(huán)再用。
背景技術(shù)：
碳酸二甲酯是一種無毒、易生物降解，環(huán)境友好型的綠色基礎(chǔ)化工原料，可作為溶 劑、汽油添加劑、鋰離子電池電解液、雙酚A聚碳酸酯的單體以及羰基化、甲基化和羰基甲 基化試劑，被廣泛應(yīng)用在化學(xué)化工領(lǐng)域。乙二醇是重要的有機(jī)化工原料，主要用于生產(chǎn)聚 酯。隨著近年來我國(guó)聚酯行業(yè)的飛速發(fā)展以及汽車產(chǎn)銷量擴(kuò)大所帶動(dòng)的防凍液需求不斷增 長(zhǎng)，乙二醇消費(fèi)量持續(xù)增加。乙二醇和碳酸二甲酯兩種重要的化工品可以通過碳酸乙烯酯 和甲醇酯交換同時(shí)制得，近些年來，有關(guān)研究受到了越來越多的重視。目前已報(bào)道的羰基化催化劑有堿金屬商化物、堿土金屬商化物、有機(jī)堿、季銨鹽、 咪唑鹽、固體堿(如金屬氧化物)，過渡金屬配合物、四齒席夫堿金屬配合物、冠醚、分子篩 等等。已報(bào)道的酯交換催化劑有堿金屬氫氧化物、堿土金屬碳酸鹽、有機(jī)堿、季銨鹽、季鱗 鹽、咪唑四氟硼酸鹽、固體堿(如金屬氧化物)，交聯(lián)樹脂負(fù)載的三苯基膦、二氧化硅負(fù)載的 硅酸鈉，離子交換樹脂的季胺鹽、殼聚糖負(fù)載的季胺鹽等等。目前羰基化反應(yīng)和酯交換反應(yīng) 催化劑難兼容，往往需要分離中間碳酸乙烯酯。本發(fā)明旨在提供一種高效復(fù)合催化劑，可同 時(shí)催化環(huán)氧乙烷和二氧化碳的羰基化反應(yīng)和碳酸乙烯酯與甲醇的酯交換反應(yīng)，并且復(fù)合后 催化活性高于其單組分。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明研究在較溫和的條件下，高效、高選擇性地實(shí)現(xiàn)由環(huán)氧乙烷、二氧化碳和甲 醇為原料通過復(fù)合催化制備碳酸二甲酯和乙二醇的方法。其特征在于該方法包括以下兩個(gè) 步驟(a)將咪唑類離子液體或者堿金屬碘化物作為Catl與堿金屬碳酸鹽Cat 2組成的 復(fù)合催化劑，催化環(huán)氧乙烷和CO2反應(yīng)生成碳酸乙烯酯的羰基化步驟，反應(yīng)式如下
權(quán)利要求
1.一種制備碳酸二甲酯聯(lián)產(chǎn)乙二醇的催化方法，其特征在于該方法包括以下兩個(gè)步驟(a)將咪唑類離子液體或堿金屬碘化物作為Catl與堿金屬碳酸鹽Cat2組成復(fù)合催化劑，催化環(huán)氧乙烷和(X)2反應(yīng)生成碳酸乙烯酯的羰基化步驟，反應(yīng)式如下
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于羰基化步驟(a)所需的反應(yīng)壓力為 0. Ι-lOMPa，反應(yīng)溫度為373-473K，反應(yīng)時(shí)間為0. 5-6小時(shí)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于酯交換步驟(b)所需的反應(yīng)溫度為 333-433K，反應(yīng)時(shí)間為0.5-4小時(shí)，碳酸乙烯酯和甲醇摩爾比為1 4-1 32。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，咪唑類離子液體的結(jié)構(gòu)選自下述(1)和(2)中的一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于堿金屬碘化物選自碘化鉀、碘化鈉和碘化 鋰中的一種，堿金屬碳酸鹽選自碳酸鉀、碳酸鋰和碳酸鈉中的一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于復(fù)合催化劑用量低于環(huán)氧乙烷摩爾數(shù)的 10%。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于Catl與Cat2的摩爾配比為6 1-1 1。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種制備碳酸二甲酯聯(lián)產(chǎn)乙二醇的催化方法，其特征是以環(huán)氧乙烷和二氧化碳為原料在復(fù)合催化劑催化下生成碳酸乙烯酯，復(fù)合催化劑和環(huán)狀碳酸酯不需要分離，進(jìn)一步催化碳酸乙烯酯與甲醇反應(yīng)制備碳酸二甲酯和乙二醇。該合成方法具有催化劑活性高，成本低，使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)B01J27/08GK102126956SQ20101056561
公開日2011年7月20日 申請(qǐng)日期2010年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月30日
發(fā)明者孫劍, 張?jiān)隽? 張鎖江, 張香平, 成衛(wèi)國(guó), 王金泉 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院過程工程研究所