用于低级烷醇羰基化的锡促进的铂催化剂制造技术

适合以蒸气相羰基化方法从反应剂生产酯类和羧酸的羰基化催化剂，所述的反应剂包括低级烷醇、产生低级烷醇的组合物例如醇类的醚和酯衍生物、以及它们的混合物，所述的催化剂包括固态成分和气态的卤化物促进剂成分，固态成分包含与固态催化剂载体材料结合的催化有效量的铂和锡。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及羰基化催化剂，具体而言，涉及蒸气相羰基化催化剂，该催化剂包含与固态载体材料结合的铂和锡。更具体而言，本专利技术涉及具有固相成分的蒸气相羰基化催化剂，其中包括与固态载体材料结合的铂和锡，以及至少一种气态的卤化物促进剂成分。这种羰基化催化剂特别适合从甲醇、二甲醚、甲基酯、以及酯-醇混合物生产乙酸、乙酸甲酯、和它们的混合物。
技术介绍
将乙酸和乙酸甲酯等低级羧酸和酯类称作工业化学试剂已有许多年了。在制造多种中间体和最终产品时都使用乙酸。例如，乙酸乙烯酯是一种重要的衍生物，可用它作为多种聚合物的单体或共单体。在生产对苯二酸时，乙酸本身被用作溶剂，在容器工业中，特别是在制造PET饮料容器的过程中，也广泛使用乙酸。就甲醇等低级烷醇和醚类的羰基化，生产它们相应的羧酸和酯类而言，在应用金属催化剂方面，有值得重视的研究活动。如下面的方程1-3所示(1)(2)(3)甲醇的羰基化是众所周知的反应，一般是在液相中采用催化剂进行的。Howard等人在今天的催化(Catalysis Today)，18，325-354(1993)中，对从单一碳源制备乙酰基的这些商业方法和其它方法做了全面的评述。采用甲醇制备乙酸的液相羰基化反应，一般是采用均相催化剂体系进行的，该均相催化剂体系包括VIII族金属和卤素成分，例如碘或溴，或包含碘或溴的化合物，例如碘化氢、溴化氢、甲基碘、或甲基溴。铑是最常见的VIII族金属催化剂，甲基碘是最常见的促进剂。这些反应是在水存在下进行的，以防催化剂沉淀。最近开发的这些方法与经典的羰基化方法相比，具有明显的改进，从前在经典的羰基化方法中，是在磷酸、磷酸盐、活性炭、重金属盐、和羰基金属例如羰基钴、羰基铁、和羰基镍等催化剂体系存在下，使这些给料羰基化的。所有这些从前已知的方法，都需要使用极高的一氧化碳分压。它们还有一些缺点，要获得相当高的反应速率和转化率，需要较高的催化剂浓度、较长的反应时间、和较高的温度。这导致需要较大和费用较高的加工设备，以及较高的制造成本。均相羰基化方法的缺点在于，产品与催化剂溶液的分离需要增加步骤，所以催化剂总会有一些处理损失。催化剂中金属的损失是由于几个因素引起的，例如活性金属电镀到管道和加工设备上，因而使用于羰基化的金属不活泼，且由于催化剂与产品分离不完全而引起损失。这些金属成分的损失价值很高，因为金属本身非常昂贵。Schultz在US-3,689,533中，公开了利用负载铑的催化剂，在蒸气相反应中进行醇类羰基化，制备羧酸。Schultz还公开了存在的卤化物促进剂。Schultz在US-3,717,670中，叙述了类似的负载铑的催化剂与选自周期表IB、IIIB、IVB、VB、VIB、VIIIB族镧系和锕系元素的促进剂组合。Uhm在US-5,488,143中，叙述了应用碱金属、碱土金属、或过渡金属，作为负载铑的促进剂，进行卤化物促进的蒸气相甲醇羰基化反应。Pimblett在US-5,258,549中提到铑和镍在碳载体上的组合比这二种金属本身都活泼。除了采用铱作为均相醇羰基化的催化剂以外，Paulik等人在US-3,772,380中还叙述了应用在惰性载体上的铱作为在蒸气相中卤素促进的非均相醇羰基化过程的催化剂。欧洲专利申请EP 0 759 419 A1与醇和/或其活性衍生物的羰基化方法有关。EP 0 759 419 A1公开一种羰基化方法，其中包括第一个羰基化反应器，在该反应器中在均相催化剂体系存在下在液相中使醇羰基化，然后将从这第一个反应器中排出的气体与另一些醇混合，加入包含负载的催化剂的第二个反应器中。在第一个反应器中使用的均相催化剂体系，包括卤素成分和选自铑和铱的VIII族金属。当VlII族金属是铱时，均相催化剂体系还可以包含任选的共促进剂，它们选自钌、锇、铼、镉、汞、锌、铟、和镓。在第二个反应器中采用的被负载的催化剂，包括在碳载体上的VlII族金属和任选的金属促进剂，VIII族金属选自铱、铑、和镍。任选的金属促进剂可以是铁、镍、锂、和钴。在第二个羰基化反应器区域内的条件，使第二个反应器中存在混合的蒸气和液相。液相成分在第二个反应器中的存在，不可避免地导致从负载的催化剂中浸出活性金属，这又会造成催化剂活性的明显降低，和产生活性催化剂成分的更换费用。该文献包括在卤化物促进剂存在下，在1bar压力下应用包含铑的沸石作为蒸气相醇羰基化催化剂的几份报告。Maneck等人在今天的催化，3，421-429(1988)中，介绍了有关这类催化剂的主要文献。Gelin等人在理论和应用化学(Pure&Appl.Chem.)，60卷，第8期，1315-1320(1988)中，提供了在卤化物促进剂存在下，应用在沸石中包含的铑和铱作为甲醛蒸气相羰基化催化剂的实例。Krzywicki等人在分子催化杂志(Journal of MolecularCatalysis)，6，431-440(1979)中，叙述了在卤化物促进的甲醇蒸气相羰基化方法中，应用二氧化硅、氧化铝、二氧化硅-氧化铝、和二氧化钛作为铑的载体，但这些载体一般不如碳有效。Luft等人在US-4,776,987和有关的公开内容中，叙述了应用以化学方法固定在各种载体上的螯合配位体，作为将VIII族金属固定在非均相催化剂上的方法，对醚类或酯类进行卤化物促进的蒸气相羰基化，生产羧酸酐。Evans等人在US-5,185,462中，叙述了卤化物促进的蒸气相甲醇羰基化的非均相催化剂，该催化剂是基于固定到固定在氧化物载体上的氮和磷上的贵金属。Panster等人在US-4,845,163中，叙述了应用包含铑的有机聚硅氧烷-铵化合物作为卤化物促进的醇类液相羰基化的非均相催化剂。Drago等人在US-4,417,077中，叙述了应用阴离子交换树脂与一种阴离子形式的过渡金属结合，作为许多羰基化反应的催化剂，其中包括卤化物促进的甲醇羰基化在内。虽然在液相羰基化反应中，被负载的配位体和阴离子交换树脂对使金属固定不动有些用处，但与应用碳作为活性金属成分的载体相比，在醇类蒸气相羰基化过程中，应用被负载的配位体和阴离子交换树脂一般没有优点。此外，这些催化剂在提高的温度下一般是不稳定的，这使它们不适合蒸气相加工。已经研究了在活性炭上的镍作为卤化物促进的甲醇蒸气相羰基化的非均相催化剂。Fujimoto等人在化学通信(Chemistry Letters)，895-898(1987)中，提供了与碳负载镍的催化剂体系有关的文献。此外，Fujimoto等人在催化杂志(Journal of Catalysis)，133，370-382(1992)中注意到，当在给料混合物中加入氢时，会提高反应速率。Liu等人在工业与工程化学研究(Ind.Eng.Chem.Res.)33，488-492(1994)中报道，锡提高了碳负载镍的催化剂的活性。Mueller等人在US-4,918,218中公开，在负载的镍催化剂中加入钯和任选的铜进行卤化物促进的甲醇羰基化。当在相似的条件下操作时，镍基催化剂提供的反应速率，一般低于类似的铑基催化剂提供的反应速率。Fuiimoto等人在催化通信(Catalysis Letters)，2，145-148(1989)中，报道了碳负载的其它单一金属本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适合以蒸气相羰基化方法、从包括低级烷醇、产生低级烷醇的组合物和它们的混合物的反应剂，生产酯类和羧酸的固态羰基化催化剂，所述的催化剂包括固态成分和催化有效量的气态成分，前者包括与固态催化剂载体材料结合的催化有效量的铂和锡，后者包括卤素促进剂。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：JR策勒，AH辛莱顿，GC图斯丁，DL卡弗，
申请(专利权)人：伊斯曼化学公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]