本发明专利技术涉及一种用于气相合成碳酸二甲酯的催化剂及其制备方法，特别是甲醇直接气相氧化羰化合成碳酸二甲酯的催化剂及其制备方法，催化剂的活性组份是通式为ＣｕＸ或ＣｕＸ－ＣｕＸ↓［２］的铜化合物，其中Ｘ代表氯、溴、或碘，铜含量占催化剂总质量的２～２０％，催化剂的制备方法是将ＣｕＸ用质量百分含量为１５～２８％的氨水或４～１０ｍｏｌ／Ｌ的ＨＸ溶液溶解，其中Ｘ代表氯、溴、或碘，然后等体积浸渍在载体上，并在８０～１２０℃下真空干燥６～２４小时后即可，制备方法克服了氯化亚铜溶解性差、极易氧化、不易负载在载体上等缺陷，催化剂具有优于文献报道的活性，其制备方法简单、成本低廉，同时具有高的稳定性。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种用于气相合成碳酸二甲酯的催化剂及其制备方法，特别是。
技术介绍
碳酸二甲酯(DMC)是一种大吨位的环境友好有机合成中间体和汽油添加剂，20世纪80年代以来DMC合成方法受到了国内外的高度关注(A-A.G.Shaikh.Organic Carbonates，Chemical Reviews.1996，96，951-976；殷元骐主编.羰基合成化学.北京化学工业出版社，1996238～260；Ono Y.Catalysis in the production and reactions of dimethyl carbonate，an environmentally benign building block.Applied Catalysis AGeneral.1997，155(2)133-166；M.A.Pacheco and C.L.Marshall，Review of Dimethyl Carbonate(DMC)Manufacture and ItsCharacteristics as a Fuel Additive，Energy & Fuels，1997，11，2-29)。DMC的合成方法包括光气法、酯交换法、尿素醇解法、二氧化碳甲醇直接合成法和甲醇氧化羰基化法。光气合成法由于使用剧毒原料，已逐渐被淘汰；酯交换合成法由于原料受限、同时反应受热力学平衡限制，不利于大吨位生产；二氧化碳甲醇法属于热力学上不利的过程，目前处于探索阶段(中国专利《一种从甲醇和二氧化碳直接合成碳酸二甲酯的方法》(公开号CN 1242356A，公开日2000年1月26日，申请号98102881.0)；曹发海，刘殿华，张海涛，房鼎业.碱性催化剂作用下二氧化碳与甲醇连续法合成碳酸二甲酯.天然气化工.2000，519～21；吴消，朱建华.在固体碱上用甲醇和CO2直接合成碳酸二甲酯.吉首大学学报(自然科学版).1999，336~40)。目前工业上生产DMC的主要方法是甲醇氧化羰基化法，包括液相工艺和间接气相工艺，液相工艺存在着催化剂用量大(为反应物料的10～25wt％)、易失活、腐蚀设备、不易分离等缺点(Y.Sato，Y.Souma，T.Yamamoto.Poly(pyridine-2，5-diyl)-CuCl2 catalyst for synthesis of dimethylcarbonate by oxidative carbonylation of methanolcatalyticactivity and corrosion influence.Catalysis Letters.2000，65(1-3)123～126)。间接气相工艺存在着工艺复杂、副产草酸二甲酯(DMO)以及过程涉及的NO污染环境等问题(N.Keigo，Y.Shinichi，T.Shuji，A.Yutaka.Process for continuously producing dimethylcarbonate.USP 5631396)。近年来直接气相甲醇氧化羰基化合成DMC的研究得到了迅速发展，与液相工艺相比，直接气相甲醇氧化羰化过程腐蚀性低、原料连续循环，催化剂容易再生，有利于工业化生产，但是尚未实现工业化。目前发展的删于直接气相甲醇氧化羰化工艺的催化剂主要有Cu(I)Y、CuCl2/AC、CuCl2-PdCl2/AC、CuCl2/复合载体等(S.T.King.Oxidative Carbonylationof Methanol to Dimethyl Carbonate by Solid-state Ion-exchanged CuYcatalysts.Catal.Today.1997，33172-182；M.S.Han，B.G.Lee，I.Suh，H.Kim，et al.Synthethyl Carbonate by Vapor Phase OxidativeCarbonylation of Methanol over Cu-based Catalysts.J Mol.Catal.A.2001，170225-234；Y.Wang，X.Zhao，B.Yuan，B.Zhang，J.Cong.Synthesis of dimethyl carbonate by gas-phase oxidativecarbonylation of methanol on the supported solid catalyst I.Catalyst preparation and catalytic properties.Appl.Catal.A.1998，171255-260；中国专利《气相合成碳酸二甲酯催化剂及其制备方法》(公开号CN 1424301A，公开日2003年6月18日，申请号02154482.4)，催化剂仍然存在着活性低、不稳定等问题，添加贵金属Pd等元素可改善催化剂的活性，但使催化剂制造成本增加。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术的不足，提供一种效率更高的直接气相氧化羰化合成碳酸二甲酯的催化剂；本专利技术的另一目的是提供一种工艺简单、成本低廉的上述催化剂的制备方法。本专利技术的技术方案是一种甲醇直接气相氧化羰化合成碳酸二甲酯的催化剂，其特别之处在于，活性组份是通式为CuX或CuX-CuX2的铜化合物，其中X代表氯、溴、或碘，铜含量占催化剂总质量的2～20％。其中活性组分CuX-CuX2中Cu(I)和Cu(II)的摩尔比为0.2～5∶1。其中载体是煤基和植物基活性炭中的任意一种，或者是A、X、Y、β、L、ZSM、和MCM型分子筛中的任意一种。进一步的，其中分子筛的硅铝比为2.0～200。进一步的，其中活性炭的比表面积为500～2000m2/g。进一步的，其中活性炭在使用前用质量百分比浓度为30％的双氧水进行预处理，双氧水的用量为活性炭体积的3倍。其中在催化剂中还可加入助催化剂，助催化剂是YX和YOH中的任意一种，其中X代表氯、溴、或碘，Y代表K或Na，Cu与Y的摩尔比为1～5∶1。本专利技术催化剂的制备方法，其特别之处在于，控制铜含量占催化剂总质量的2～20％，将CuX用质量百分含量为15～28％的氨水或4～10mol/L的HX溶液溶解，其中X代表氯、溴、或碘，然后等体积浸渍在载体上，并在80～120℃下真空干燥6～24小时后即可。进一步的，其中CuX要用0.1～3mol/L的HX溶液预处理，以除去CuX2。本专利技术催化剂的制备方法，其特别之处在于，控制铜含量占催化剂总质量的2～20％，控制Cu(I)和Cu(II)的摩尔比为0.2～5∶1，将CuX用质量百分含量为15～28％的氨水或4～10mol/L的HX溶液溶解，其中X代表氯、溴、或碘，将CuX2用质量百分比浓度为99.8％的乙醇或质量百分含量为15～28％的氨水溶解，然后将CuX的溶液和CuX2的溶液分别等体积浸渍在载体上，并在80～120℃下真空干燥6～24小时后即可。使用本专利技术催化剂进行气相甲醇直接氧化羰化合成碳酸二甲酯，在设定的反应条件下获得了高于现有文献报导的催化剂活性，甲醇转化率可达到28.19％，DMC时空收率为170.39g·(kgcat.·本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种甲醇直接气相氧化羰化合成碳酸二甲酯的催化剂，其特征在于：活性组份是通式为ＣｕＸ或ＣｕＸ－ＣｕＸ↓［２］的铜化合物，其中Ｘ代表氯、溴、或碘，铜含量占催化剂总质量的２～２０％。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：赵天生，宋军超，杜彦忠，蔡力宏，
申请(专利权)人：宁夏大学，
类型：发明
国别省市：64[中国|宁夏]
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。