通过承载在无机氧化物上的丝光沸石催化的羰基化方法技术

技术编号:7158543 阅读:201 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
一种在催化剂存在下,通过用一氧化碳对二甲醚和/或甲醇进行羰基化,来制备乙酸甲酯和/或乙酸的方法,该催化剂是用选自下面的中孔粘合剂粘合的H-丝光沸石:二氧化硅、氧化铝、二氧化硅-氧化铝、硅酸镁和硅酸镁铝。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术涉及粘合的丝光沸石和它们作为催化剂,用于可羰基化的反应物例如二甲醚和甲醇的羰基化中。丝光沸石属于称作沸石的材料种类。大多数沸石(包括丝光沸石)的结构是公知的,并且 列如在 Atlas of Zeolite Framework Types (C. Baerlocher, W. K Meier, D. H. Olson,第 5 版,Elsevier,Amsterdam,2001)中进行了定义。网络基版本(http ://www. iza-structure. org/databases/)是关于沸石(包括丝光沸石)的拓扑和结构细节的概览。沸石通常用于催化多种不同的化学方法,包括烃转化方法和用一氧化碳对醇和醚进行羰基化,来生产羧酸和/或酯。用粘合剂材料粘合的丝光沸石已经被证实适用于作为烃转化方法中的催化剂,例如芳烃的烷基转移(如US6486372中所述)和高沸点烃供料的加氢裂化(如W097/13^6 所述)。US4612387公开了一种制造单羧酸和酯的方法,包括在结晶铝硅酸盐沸石的存在下,在至少1大气压的压力下将一氧化碳与含有1-4个碳原子的单羟基醇接触,所述的结晶铝硅酸盐沸石的二氧化硅氧化铝比率是至少大约6,并且约束指数处于大约1-12的范围。还公开了将丝光沸石作为催化剂,用于使用二甲醚作为可羰基化反应物的气相羰基化方法中。例如,在W02006/121778中描述了一种通过在基本上无水的条件下,在丝光沸石或者镁碱沸石催化剂存在下,用一氧化碳对低级烷基醚例如二甲醚进行羰基化,来生产低级脂肪族羧酸的低级烷基酯的方法。在W02006/121778中没有公开使用丝光沸石(其是用粘合剂材料粘合的)。无机氧化物粘合剂材料例如氧化铝、二氧化硅、二氧化硅-氧化铝、二氧化钛和二氧化锆通常被认为是惰性材料,并因此可以预期的是,与相同体积的,但是不存在粘合剂材料的催化剂相比,用粘合剂材料粘合的一定体积的催化剂将被证实具有降低的催化活性。 令人惊讶的,现在已经发现,与使用无粘合剂材料的丝光沸石所达到的催化性能相比,用于羰基化二甲醚或者甲醇的催化剂(其含有处于酸性形式丝光沸石,该沸石复合有充当了粘合剂的中孔无机氧化物)产生了提高的催化性能,主要是提高的催化活性和/或选择性。因此,本专利技术提供一种制备乙酸甲酯和/或乙酸产物的方法,该方法包括在催化剂存在下,将选自二甲醚和甲醇的可羰基化反应物与一氧化碳接触,其中该催化剂是用选自下面的中孔粘合剂粘合的H-丝光沸石二氧化硅、氧化铝、二氧化硅-氧化铝、硅酸镁和硅酸镁铝。本专利技术还提供了中孔粘合剂的用途,其用于提高H-丝光沸石在选自二甲醚和甲醇的可羰基化反应物与一氧化碳的羰基化反应中的催化性能,在该羰基化反应中,这里将所述的粘合剂粘合的H-丝光沸石用作催化剂,并且其中该粘合剂选自二氧化硅、氧化铝、 二氧化硅-氧化铝、硅酸镁和硅酸镁铝。本专利技术所用的催化剂包含用选自下面的中孔粘合剂粘合的H-丝光沸石二氧化硅、氧化铝、二氧化硅-氧化铝、硅酸镁和硅酸镁铝。H-丝光沸石(也称作酸性形式或者氢形式的丝光沸石)是市售的。其他形式的丝光沸石例如钠型或者铵型也是市售的。该钠型和铵型丝光沸石可以通过公知的技术来转化成为H-丝光沸石。例如,可以通过在高温煅烧铵型来将该铵型转化成为氢型。钠型可以如下来转化成为氢型首先通过与铵盐例如硝酸铵的离子交换来转化成为铵型,然后在高温煅烧该铵型。典型的,丝光沸石的二氧化硅氧化铝比率是10-100 :1,并且这样的丝光沸石适用于本专利技术中。但是,优选本专利技术所用的H-丝光沸石的二氧化硅氧化铝比率是10-40 1, 例如 15-30 :1ο优选的,该H-丝光沸石的 Brunauer-Emmett-iTeller(BET)表面积是 100-500m2/ g,其是通过氮气吸收来测量的。BET表面积的测量由Charles N. Satterfield描述在 Heterogeneous Catalysis in Practice,McGraw-Hill Book company, 1980,第100-106页中。为了用作本专利技术方法中的催化剂,将H-丝光沸石用选自二氧化硅、氧化铝、二氧化硅-氧化铝、硅酸镁和硅酸镁铝的中孔粘合剂进行粘合。该粘合的H-丝光沸石可以通过将H-丝光沸石与粘合剂合并来实现,或者可选择的,可以将铵型丝光沸石与粘合剂合并, 并且通过煅烧该合并的铵型丝光沸石/粘合剂混合物来实现粘合的H-丝光沸石。本专利技术所用的中孔粘合剂选自下面的至少一种二氧化硅、氧化铝、二氧化硅-氧化铝、硅酸镁和硅酸镁铝。氧化铝或者二氧化硅-氧化铝是特别有用的。合适的氧化铝的例子包括勃姆石类型氧化铝和Y-氧化铝。在使用二氧化硅-氧化铝的情况中,它的二氧化硅含量优选是5-40wt%,合适的是5-10wt%。优选该二氧化硅-氧化铝是无定形的。优选的,该粘合剂是难熔无机氧化物,这样该无机氧化物在高温是稳定的,和,特别是在催化剂煅烧所用的温度是稳定的,例如至少400°C的温度,例如400-550°C的温度。本专利技术所用的粘合剂是中孔的。在本专利技术中,中孔是直径为2-50纳米的孔,并且措词“中孔率”表示中孔的总表面积和粘合剂外表面积之和,其是通过氮气BET来测量的。 合适的,粘合剂的中孔率是l-500m2/g。优选该粘合剂具有低的微孔率。在本专利技术中,微孔是直径小于2纳米的孔,并且措词“微孔率”表示粘合剂微孔的总表面积,其是通过氮气BET来测量的。合适的,该粘合剂材料的微孔率是l-100m2/g,优选是l-10m2/g。催化剂中能够使用的粘合剂的量可以是变化的,但是这样的量是合适的,即,其在羰基化反应中实现了最大的羰基化率。合适的,粘合剂的存在量是催化剂的10-80重量%, 优选是催化剂的20-60重量%或者是催化剂的20-65重量%。具体的,该粘合剂在催化剂中的存在量是催化剂的35-65重量%。合适的,在粘合剂是氧化铝,例如勃姆石氧化铝的情况中,粘合剂在催化剂中的存在量是催化剂的35-65重量%。已经发现在本专利技术中特别有用的是这样的粘合剂,其包含低含量的金属杂质例如铁和元素周期表第1族和第2族的金属,例如钠、钾、钙和镁。因此,优选存在于粘合剂中的金属杂质的总量大于0至10wt%,和更优选是大于0至7wt%。在本专利技术的一种优选的实施方案中,该粘合剂是氧化铝或者二氧化硅-氧化铝, 其中孔率是50-500m2/g,微孔率小于10m2/g,并且所存在的第1、第2族金属和铁金属的总量是0-lwt%,优选的总量是0-0. 2wt%,并且其中该粘合剂在催化剂中的存在量是催化剂的 10-80 重量 %。通常,本专利技术所用的催化剂可以如下来制备通过例如浆体混合或者干混合粘合剂和丝光沸石成分,来形成粘合剂与氢型或者铵型丝光沸石的紧密混合物。在混合后,可以煅烧该粘合的丝光沸石。通常,煅烧是在400-500°C的温度进行的,但是也可以使用更高的温度例如最高550°C的温度。在使用前,可以将该煅烧过的催化剂挤压(press)、压碎 (crush)和过筛来形成聚集体。用于制备本专利技术的催化剂的一种方法由将粘合剂与该丝光沸石进行浆体混合组成。浆体混合可以通过将丝光沸石、粘合剂和去离子水混合一定的时间来进行,该时间是获得湿的均勻糊或者浆体所必本文档来自技高网...

【技术保护点】
1. 一种制备乙酸甲酯和/或乙酸产物的方法,该方法包括:在催化剂存在下,将选自二甲醚和甲醇的可羰基化反应物与一氧化碳接触,其中该催化剂是用选自下面的中孔粘合剂粘合的H-丝光沸石:二氧化硅、氧化铝、二氧化硅-氧化铝、硅酸镁和硅酸镁铝。

【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:E·J·迪策尔
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:GB

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