本申请公开了一种甲氧基乙酸甲酯和甲氧基乙酸水解制取乙醇酸和乙醇酸甲酯的方法。该方法包括将含有甲氧基乙酸甲酯、甲氧基乙酸和水的原料，与催化剂接触、反应，即可得到乙醇酸和乙醇酸甲酯；所述催化剂选自固体酸催化剂、液体酸催化剂、固体碱催化剂、液体碱催化剂中的至少一种。本申请中的乙醇酸和乙醇酸甲酯生产方法，可以在常压下，利用传统固定床反应器，釜式反应器或催化精馏反应器实现，非常适合连续生产。本申请中的方法，与甲醇和甲醛缩合制甲缩醛反应，甲缩醛羰化制甲氧基乙酸甲酯反应联合，可以将煤化工平台物甲醇，高效、绿色、经济地转化为乙醇酸和乙醇酸甲酯。济地转化为乙醇酸和乙醇酸甲酯。
【技术实现步骤摘要】
甲氧基乙酸甲酯和甲氧基乙酸水解制取乙醇酸和乙醇酸甲酯的方法
[0001]本申请涉及一种甲氧基乙酸甲酯和甲氧基乙酸水解制取乙醇酸和乙醇酸甲酯的方法，属于化工产品制备
技术介绍
[0002]乙醇酸(glycolicacid)，又名羟基乙酸(hydroxyacetic acid)，是最简单的α
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羟基羧酸化合物。乙醇酸甲酯(Methyl glycolate)，不仅可以加氢制取乙二醇，还易在温和条件下水解制乙醇酸。乙醇酸的分子结构中因为同时含有羟基和羧基，能够自身聚合生成聚羟基乙酸(PGA)。聚羟基乙酸不仅具有良好的生物相容性，还具有安全的生物降解性。因此，它不仅广泛应用于医用的手术缝合线、药物缓释材料、可降解人体组织支架等，还可以生产常用的塑料制品。如今，常规不可降解的塑料制品已经造成了严重的环境污染，故可生物降解的聚乙醇酸类塑料有望解决此问题。乙醇酸还能与乳酸，羟基丙酸等单体共聚成性能优异、用途广泛的高分子材料。另外，乙醇酸还是优良的化学清洗剂和化妆品原料。
[0003]乙醇酸的生产制备方法主要包括氯乙酸水解法、甲醛羰化法、草酸酯加氢/水解法等。氯乙酸水解法，不仅原料氯乙酸制备过程中污染大，而且水解过程会产生大量的废盐，污染严重，产品质量较差，目前基本被淘汰。甲醛羰化法，尽管原料便宜易得，但需要在高温、高压、强液体酸、有机溶剂条件下进行；设备容易腐蚀，产品提纯难度大，导致工业生产成本高。草酸酯加氢/水解法是将草酸酯部分加氢成乙醇酸甲酯，然后乙醇酸甲酯水解制取乙醇酸。然而，一方面草酸酯部分加氢催化剂还不成熟、转化效率低、稳定性差；另一方面草酸酯生产流程长、成本较高；这些问题严重制约了草酸酯加氢/水解法的发展。
[0004]近年来，甲缩醛羰化制甲氧基乙酸甲酯反应受到了广泛的关注。此反应基于分子筛催化剂，在较低反应温度下就可实现，原子经济性高。原料甲缩醛生产效率高，工业化技术非常成熟，价格便宜。
[0005]然而，现有技术中，甲缩醛羰化产物甲氧基乙酸甲酯并没有应用于乙醇酸、乙醇酸甲酯的制备过程中。并且甲氧基乙酸甲酯的酯键水解后的甲氧基乙酸用途相对较少，造成了原料的浪费。
技术实现思路
[0006]根据本申请的一个方面，提供了一种甲氧基乙酸甲酯和甲氧基乙酸水解制取乙醇酸和乙醇酸甲酯的方法，本专利技术的方法特别适用煤化工生产的甲缩醛，通过羰化反应生成甲氧基乙酸甲酯，然后水解制取乙醇酸和乙醇酸甲酯。通过该反应过程，可以与甲缩醛羰化制甲氧基乙酸甲酯反应联合，将煤化工平台物中的甲缩醛，高效、绿色、经济地转化为乙醇酸和乙醇酸甲酯，扩展了甲氧基乙酸酯、甲氧基乙酸的用途，取得了有益效果。
[0007]一种甲氧基乙酸甲酯和甲氧基乙酸水解制取乙醇酸和乙醇酸甲酯的方法，将含有甲氧基乙酸甲酯、甲氧基乙酸和水的原料，与催化剂接触、反应，即可得到乙醇酸和乙醇酸
甲酯；
[0008]所述催化剂选自固体酸催化剂、液体酸催化剂、固体碱催化剂、液体碱催化剂中的任一种。
[0009]近年来，甲缩醛羰化制甲氧基乙酸甲酯反应受到了广泛的关注。此反应基于分子筛催化剂，在较低反应温度下就可实现，原子经济性高。原料甲缩醛生产效率高，工业化技术非常成熟，价格便宜。本申请中，利用甲氧基乙酸甲酯的醚键和酯键水解，可以得到乙醇酸、乙醇酸甲酯和甲氧基乙酸等。因甲氧基乙酸用途相对较少，可以返回到反应器中与甲氧基乙酸甲酯共同水解，这成为一条绿色、经济的乙醇酸和乙醇酸甲酯生产路径。
[0010]可选地，所述固体酸催化剂选自酸性分子筛催化剂、酸性树脂催化剂、酸性氧化铝催化剂中的至少一种；
[0011]其中，所述酸性分子筛催化剂中含有酸性分子筛。
[0012]可选地，所述酸性分子筛选自酸性MFI结构分子筛、酸性FAU结构分子筛、酸性FER结构分子筛、酸性BEA结构分子筛、酸性MOR结构分子筛、酸性MWW结构分子筛中的至少一种。
[0013]优选地，所述酸性分子筛选自酸性MFI结构分子筛、酸性FER结构分子筛中的任一种。
[0014]可选地，所述酸性分子筛选自酸性ZSM
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5分子筛、酸性Y分子筛、酸性ZSM
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35分子筛、酸性β分子筛、酸性丝光沸石分子筛、酸性MCM
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22分子筛中的至少一种。
[0015]优选地，所述酸性分子筛酸性ZSM
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5分子筛、酸性ZSM
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35分子筛中的至少一种。
[0016]可选地，所述酸性分子筛选自氢型ZSM
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5分子筛、氢型Y分子筛、氢型ZSM
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35分子筛、氢型β分子筛、氢型丝光沸石分子筛、氢型MCM
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22分子筛中的至少一种。
[0017]优选地，所述酸性分子筛氢型ZSM
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5分子筛、氢型ZSM
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35分子筛中的至少一种。
[0018]可选地，所述酸性分子筛中的硅铝原子比Si/Al为3～500。
[0019]具体地，所述酸性分子筛中的硅铝原子比的上限选自20、10、50、100、500；所述酸性分子筛中的硅铝原子比的下限选自3、10、20、50、100。
[0020]优选地，所述酸性分子筛中的硅铝原子比Si/Al为20～500。
[0021]可选地，所述酸性分子筛在所述酸性分子筛催化剂中的含量为50～100wt％。
[0022]可选地，所述酸性分子筛催化剂中还含有成型剂；所述成型剂为氧化物；所述氧化物选自氧化铝、氧化硅中的一种。
[0023]可选地，所述成型剂在所述酸性分子筛催化剂中的含量为m，m的取值范围为0＜m≤50wt％。
[0024]可选地，所述酸性分子筛催化剂为新鲜的酸性分子筛催化剂和/或再生后的酸性分子筛催化剂；所述新鲜的酸性分子筛催化剂为未使用过的酸性分子筛催化剂。
[0025]可选地，所述酸性分子筛催化剂的再生方法包括：将失活的酸性分子筛催化剂，利用含有氧气的再生气，在400～800℃下处理0.5～24h，即可得到再生后的酸性分子筛催化剂；
[0026]其中，在所述再生气中，氧气的体积分数为0.5～50％。
[0027]可选地，酸性树脂催化剂选自强酸性阳离子交换树脂中的任一种。
[0028]可选地，所述强酸性阳离子交换树脂中的骨架结构为苯乙烯与二乙烯苯的共聚物；
[0029]所述强酸性阳离子交换树脂中的酸性基团为磺酸基。
[0030]可选地，所述酸性氧化铝催化剂为γ结构氧化铝。
[0031]可选地，所述液体酸催化剂选自具有酸性的液体中的任一种。
[0032]可选地，所述液体酸催化剂选自硫酸、盐酸、硝酸、磷酸中的至少一种。
[0033]可选地，所述液体酸催化剂中含有氢离子H
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的浓度为0.01～10mol/L。
[0034]可选地，所述固体碱催化剂选自选自水滑石、阴离子交换树脂、羟基磷灰石中的本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种甲氧基乙酸甲酯和甲氧基乙酸水解制取乙醇酸和乙醇酸甲酯的方法，其特征在于，包括将含有甲氧基乙酸甲酯、甲氧基乙酸和水的原料，与催化剂接触、反应，即可得到乙醇酸和乙醇酸甲酯；所述催化剂选自固体酸催化剂、液体酸催化剂、固体碱催化剂、液体碱催化剂中的任一种。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述固体酸催化剂选自酸性分子筛催化剂、酸性树脂催化剂、酸性氧化铝催化剂中的至少一种；其中，所述酸性分子筛催化剂中含有酸性分子筛；优选地，所述酸性分子筛选自酸性MFI结构分子筛、酸性FAU结构分子筛、酸性FER结构分子筛、酸性BEA结构分子筛、酸性MOR结构分子筛、酸性MWW结构分子筛中的至少一种；优选地，所述酸性分子筛选自酸性ZSM
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5分子筛、酸性Y分子筛、酸性ZSM
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35分子筛、酸性β分子筛、酸性丝光沸石分子筛、酸性MCM
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22分子筛中的至少一种；优选地，所述酸性分子筛选自氢型ZSM
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5分子筛、氢型Y分子筛、氢型ZSM
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35分子筛、氢型β分子筛、氢型丝光沸石分子筛、氢型MCM
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22分子筛中的至少一种；优选地，所述酸性分子筛中的硅铝原子比Si/Al为3～500；优选地，所述酸性分子筛在所述酸性分子筛催化剂中的含量为50～100wt％；优选地，所述酸性分子筛催化剂中还含有成型剂；所述成型剂为氧化物；所述氧化物选自氧化铝、氧化硅中的一种；优选地，所述成型剂在所述酸性分子筛催化剂中的含量为m，m的取值范围为0＜m≤50wt％；优选地，所述酸性分子筛催化剂为新鲜的酸性分子筛催化剂和/或再生后的酸性分子筛催化剂；所述新鲜的酸性分子筛催化剂为未使用过的酸性分子筛催化剂；优选地，所述酸性分子筛催化剂的再生方法包括：将失活的酸性分子筛催化剂，利用含氧气的再生气，在400～800℃下处理0.5～24h，即可得到再生后的酸性分子筛催化剂；其中，在所述再生气中，氧气的体积分数为0.5～50％；优选地，酸性树脂催化剂选自强酸性阳离子交换树脂中的任一种；优选地，所述强酸性阳离子交换树脂中的骨架结构为苯乙烯与二乙烯苯的共聚物；所述强酸性阳离子交换树脂中的酸性基团为磺酸基；优选地，所述酸性氧化铝催化剂为γ结构氧化铝。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述液体酸催化剂选自具有酸性的液体中的任一种；优选地，所述液体酸催化剂选自硫酸、盐酸、硝酸、磷酸中的至...
【专利技术属性】
技术研发人员：倪友明，朱文良，刘中民，
申请(专利权)人：中国科学院大连化学物理研究所，
类型：发明
国别省市：
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