使二甲醚羰基化的工艺制造技术

一种生产乙酸甲酯的工艺，做法是，在250℃至350℃的温度下在沸石催化剂和使氢气与一氧化碳的摩尔比至少为1的氢气以及一种或多种含有羟基官能团的化合物存在下且在不存在任何添加的乙酸甲酯的情况下用一氧化碳使二甲醚羰基化。

The process of carbonylation of dimethyl ether

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使二甲醚羰基化的工艺概括而言，本专利技术涉及在沸石催化剂存在下用一氧化碳使二甲醚羰基化以生产乙酸甲酯反应产物的方法，尤其涉及在富氢条件下在不存在任何添加的乙酸甲酯的情况下并利用一种或多种含有羟基官能团的化合物进行的这样的羰基化工艺。在均相第VIII族金属催化剂的存在下在液相中进行的用来生产乙酸的羰基化工艺如甲醇的羰基化在商业上可操作。还已知的是采用甲醇和/或二甲醚使用第VIII族金属或沸石非均相催化剂的气相羰基化工艺。这样的工艺在例如EP-A-0596632、WO01/07393、WO2005/105720、WO2006/121778和WO2010/061169中有所描述。EP-A-0596632描述了在丝光沸石催化剂存在下在高温和高压下使甲醇羰基化以生产乙酸的气相工艺，所述丝光沸石催化剂已载有铜、镍、铱、铑或钴。WO01/07393描述了一种催化转化包含一氧化碳和氢气的原料以生产醇、醚及其混合物中的至少一种和使一氧化碳与醇、醚及其混合物中的至少一种在选自固体超强酸、杂多酸、粘土、沸石和分子筛的催化剂存在下在不存在卤化物促进剂的情况下在足以产生酯、酸、酸酐及其混合物中的至少一种的温度和压力条件下反应的工艺。WO2005/105720描述了一种生产羧酸和/或其酯或酸酐的工艺，做法是，在基本上不存在卤素的情况下在250℃至600℃的温度范围内和10巴至200巴的压力范围内在丝光沸石催化剂存在下用一氧化碳使脂族醇或其反应性衍生物羰基化，所述丝光沸石催化剂已用铜、镍、铱、铑或钴改性并且具有硅、铝以及镓、硼和铁中的至少一种作为骨架元素。WO2006/121778描述了一种生产低级脂族羧酸的低级烷基酯的工艺，做法是，在丝光沸石或镁碱沸石催化剂存在下在基本上无水的条件下用一氧化碳使低级烷基醚如二甲醚羰基化。然而，已经发现，在沸石催化的二甲醚的羰基化反应中，由于形成副产物，特别是由于形成副产物甲烷和C2+烃，因此对乙酸甲酯产物的选择性通常低于预期。在WO2010/061169中解决了这个问题。WO2010/061169举例说明了在铜丝光沸石(非模板化)催化剂存在下在富一氧化碳条件下进行的二甲醚的羰基化反应。在WO2010/061169中显示通过采用乙酸甲酯作为反应的进料组分使甲烷和C2+烃副产物的形成减少。WO2014/135660描述了已在低温下煅烧的沸石催化剂在二甲醚羰基化的工艺中的用途，该工艺利用至少为1的氢气与一氧化碳的摩尔比来进行。WO2014/135662描述了已使用有机结构导向剂制备的沸石催化剂在二甲醚羰基化的工艺中的用途，该工艺利用至少为1的氢气与一氧化碳的摩尔比来进行。申请人发现，在沸石催化剂的存在下且特别是在模板化沸石催化剂存在下，在高氢气水平下进行的二甲醚与一氧化碳的羰基化反应会导致不希望的沸石催化剂失活速率的增加，从而降低其寿命。因此，仍然需要一种通过使二甲醚与一氧化碳在沸石催化剂和相对于一氧化碳而言等摩尔量或更多的氢气存在下反应来生产乙酸甲酯的工艺，在该工艺中至少保持并且优选降低催化剂的失活速率。具体而言，仍然需要一种通过使二甲醚与一氧化碳在模板化沸石催化剂和相对于一氧化碳而言等摩尔量或更多的氢气存在下反应来生产乙酸甲酯的工艺，在该工艺中至少保持并且优选降低催化剂的失活速率。因此，本专利技术提供了一种通过使二甲醚羰基化生产乙酸甲酯的工艺，该工艺包括在反应器中使二甲醚与一氧化碳在沸石催化剂和氢气存在下在250℃至350℃的温度下且在氢气与一氧化碳的摩尔比至少为1的情况下接触，并且其中所述工艺还包括将至少一种含有羟基官能团的化合物引入反应器中，并且所述工艺在不存在添加的乙酸甲酯的情况下进行。有利地，本专利技术使得降低或至少保持沸石催化剂的失活速率，从而使催化剂寿命增加。因此，本专利技术还提供了一种保持或降低在通过使二甲醚羰基化生产乙酸甲酯的工艺中催化剂的失活速率的方法，该工艺包括在反应器中使二甲醚与一氧化碳在沸石催化剂和氢气存在下在250℃至350℃的温度下且在氢气与一氧化碳的摩尔比至少为1的情况下接触，并且其中所述工艺还包括将至少一种含有羟基官能团的化合物引入反应器中，并且所述方法在不存在添加的乙酸甲酯的情况下进行。本专利技术还提供了一种或多种含有羟基官能团的化合物用于保持或降低通过使二甲醚羰基化生产乙酸甲酯的工艺中沸石催化剂的失活速率的用途，该工艺包括在反应器中使二甲醚与一氧化碳在沸石催化剂和氢气存在下在250℃至350℃的温度下且在氢气与一氧化碳的摩尔比至少为1的情况下接触，并且其中所述工艺还包括将至少一种含有羟基官能团的化合物引入反应器中，并且所述工艺在不存在添加的乙酸甲酯的情况下进行。在本说明书和权利要求书中可以视情况将“一种或多种含有羟基官能团的化合物”称为“羟基化合物”或“一种或多种羟基化合物”。在本专利技术中，乙酸甲酯通过在沸石催化剂、相对于一氧化碳和一种或多种羟基化合物而言至少等摩尔量的氢气存在下用一氧化碳使二甲醚羰基化来生产。尽管乙酸甲酯是羰基化反应的产物，但是在本专利技术中，乙酸甲酯既不作为工艺进料的组分也不作为任何再循环物流的组分添加到工艺中。在本专利技术中，组分二甲醚、一氧化碳、氢气和所述一种或多种羟基化合物可以作为一个或多个进料流引入反应器中。每个进料流可以包含单一组分，或者可以是两种或更多种组分的混合物。这样的进料流可以含有杂质，如氮气、氦气、氩气、甲烷和/或二氧化碳，条件是其不干扰二甲醚向乙酸甲酯产物的转化。用于本专利技术的所述一种或多种羟基化合物是含有羟基官能团的化合物。适当地，所述羟基化合物是仅由碳、氢和氧原子组成或仅由氢和氧原子组成的化合物。合适地，羟基化合物选自脂族醇、脂族羧酸、水及其混合物中的一种或多种。合适的脂族醇的实例包括C1-C4脂族醇，如甲醇、乙醇、丙醇和丁醇。合适的脂族羧酸的实例包括C1-C4脂族羧酸，如乙酸、丙酸和丁酸。在本专利技术的一些或全部实施方案中，羟基化合物选自水、乙酸、甲醇及其两种或更多种的混合物。可以引入总量为至多1摩尔%的所述一种或多种羟基化合物，基于所述工艺的总气态进料(包括再循环料)。在本专利技术的一些或全部实施方案中，引入总量为0.01摩尔%至0.5摩尔%的所述一种或多种羟基化合物，基于所述工艺的总气态进料(包括再循环料)。在本专利技术的一些或全部实施方案中，所述工艺在氢气与一氧化碳的摩尔比为1.5至4:1下进行，并且引入总量为0.10摩尔%至0.20摩尔%的所述羟基化合物，基于所述工艺的总气态进料。在本专利技术中，一氧化碳和氢气以至少为1的氢气与一氧化碳的摩尔比使用。为了避免疑问，短语“至少为1的氢气与一氧化碳的摩尔比”是指氢气/一氧化碳的摩尔比至少为1。在本专利技术的一些或全部实施方案中，氢气与一氧化碳的摩尔比在1至12:1，例如1至8:1，如1.5至4:1的范围内。在本专利技术中，可以使用氢气和一氧化碳、任选还有二氧化碳的混合物。这样的混合物在本领域中通常被称为合成气。合成气及其商业生产方法是本领域技术人员众所周知的，并且包括烃如甲本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种通过使二甲醚羰基化生产乙酸甲酯的工艺，该工艺包括在反应器中使二甲醚与一氧化碳在沸石催化剂和氢气存在下在250℃至350℃的温度下且在氢气与一氧化碳的摩尔比至少为1的情况下接触，并且其中所述工艺还包括将至少一种含有羟基官能团的化合物引入反应器中，并且所述工艺在不存在添加的乙酸甲酯的情况下进行。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170412 GB 1705882.71.一种通过使二甲醚羰基化生产乙酸甲酯的工艺，该工艺包括在反应器中使二甲醚与一氧化碳在沸石催化剂和氢气存在下在250℃至350℃的温度下且在氢气与一氧化碳的摩尔比至少为1的情况下接触，并且其中所述工艺还包括将至少一种含有羟基官能团的化合物引入反应器中，并且所述工艺在不存在添加的乙酸甲酯的情况下进行。


2.根据权利要求1所述的工艺，其中所述沸石是模板化沸石。


3.根据权利要求1或权利要求2所述的工艺，其中将总量为至多1摩尔%的所述一种或多种羟基化合物引入反应器中，基于所述工艺的总气态进料。


4.根据权利要求3所述的工艺，其中所述一种或多种羟基化合物的总量为0.01摩尔%至0.5摩尔%，基于所述工艺的总气态进料。


5.根据前述权利要求中任一项所述的工艺，其中所述一种或多种羟基化合物选自脂族醇、脂族羧酸、水及其混合物。


6.根据权利要求5所述的工艺，其中所述羟基化合物是C1-C4脂族醇。


7.根据权利要求5所述的工艺，其中所述羟基化合物是C1-C4脂族羧酸。


8.根据权利要求5所述的工艺，其中所述羟基化合物选自乙酸、甲醇和水中的一种或多种。


9.根据前述权利要求中任一项所述的工艺，其中氢气与一氧化碳的摩尔比在1.5至4:1范围内。

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【专利技术属性】
技术研发人员：TE克拉克，
申请(专利权)人：英国石油化学品有限公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB