一种从甲醇和碳酸亚丙酯合成碳酸二甲酯的催化剂

摘要

一种从甲醇和碳酸亚丙酯合成碳酸二甲酯的催化剂,采用无机钾盐化合物浸渍到沸石分子筛上,其催化剂组成为(重量百分比)无机钾化合物11—17%,沸石分子筛83—89%。本发明的催化剂具有较高的活性和选择性,反应结束后通过过滤易被分离,并且可重复使用的优点。

说明书

本发明属于从甲醇和碳酸亚丙酯合成碳酸二甲酯的催化剂。

碳酸二甲酯属于环境友好化学品，在作为有机合成中间体及油品添加剂方面具有良好的应用前景(“大宗环境友好原料碳酸二甲酯的生产与反应中的催化”，Appl.Catal A:General 1997,155,133-166)。通过甲醇和碳酸亚丙酯酯交换反应是合成碳酸二甲酯的有效方法之一(“碳酸二甲酯的生产及其作为油品添加剂性能的进展”，Energy&Fuels,1997,11,2-29)，见下列反应式：

均相催化剂比如碱金属氢氧化物、碳酸盐、醇盐等对该反应具有较好的催化活性(“碳酸丙烯酯和甲醇酯交换制备DMC的研究”天然气化工1997,22(5),1-4)。但存在着催化剂分离的问题。

本发明的发明目的是提供一种从甲醇和碳酸亚丙酯合成碳酸二甲酯的催化剂，该催化剂易于从产物中分离出来。

本发明的发明目的是这样实现的，采用无机钾化合物浸渍到沸石分子筛上，其催化剂组成为(重量百分比)：

无机钾化合物    11-17％    沸石分子筛    83-89％

如上所述的无机钾化合物是氢氧化钾、硝酸钾、碳酸钾。

如上所述的沸石分子筛组成为(摩尔比)：

SiO₂∶Al₂O₃=(2-50)∶1

如上所述的沸石分子筛最好为A、X、L、ZSM-5型。

本发明的制备方法是采用浸渍法，即：分子筛在550℃焙烧2小时，以1.0当量浓度的硝酸钾溶液在80℃进行第一次离子交换，过滤，烘干，在350℃焙烧3小时，进行第二次离子交换，过滤，烘干，在550℃焙烧3小时，进行第三次离子交换，过滤，烘干，在550℃焙烧4小时。然后，按上述的催化剂组成将载体浸渍到无机钾化合物的水溶液中，抽真空，静置24小时，经120℃烘干，在600℃焙烧活化4小时得到催化剂。

本发明的催化剂与现有技术相比具有较高的活性和选择性，反应结束后通过过滤易被分离，并且可重复使用的优点。

本发明的实施例如下：

实施例1

分子筛在550℃焙烧2小时，以1.0当量浓度的硝酸钾溶液在80℃进行第一次离子交换，过滤，烘干，在350℃焙烧3小时，进行第二次离子交换，过滤，烘干，在550℃焙烧3小时，进行第三次离子交换，过滤，烘干，在550℃焙烧4小时，得到KX分子筛载体，然后按KOH为16％,KX为84％组成(重量百分比)把KX浸渍到KOH的水溶液中，抽真空，静置24小时，经120℃烘干，在600℃焙烧活化4小时得到催化剂，在反应容器中加入碳酸亚丙酯、甲醇，催化剂的加入量为反应混合物重量的4％，在搅拌条件下将反应温度升温至120℃，反应进行2小时，过滤，催化剂与反应液分离，反应液用GC分析，碳酸亚丙酯的转化率为41.0％,DMC的产率为38.5％。

实施例2

从X型分子筛得到KX分子筛载体，按KOH 12％,KX 88％组成，制得催化剂，其余同实施例1。反应液用GC分析，碳酸亚丙酯的转化率为38.1％，DMC的产率为35.7％。

实施例3

用A型分子筛制得KA分子筛载体，按KOH为17％,KA为83％组成，制得催化剂，其余同实施例1。反应液用GC分析，碳酸亚丙酯的转化率为25.3％，DMC的产率为23.6％。

实施例4

按K₂CO₃为16％,KX为84％组成制得催化剂，其余同实施例1。反应液用GC分析，碳酸亚丙酯的转化率为36.7％,DMC的产率为35.1％。

实施例5

按KNO₃为17％,KX为84％组成制得催化剂，其余同实施例1。反应液用GC分析，碳酸亚丙酯的转化率为36.0％,DMC的产率为29.6％。

实施例6

用ZSM-5型分子筛制得KZSM-5分子筛载体，按KNO₃为16％,KZSM-5为84％，组成制得催化剂，其余同实施例1。反应液用GC分析，碳酸亚丙酯的转化率为33.4％,DMC的产率为28.0％。