雙醋酸亞乙酯生產(chǎn)所用催化劑的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及雙醋酸亞乙醋生產(chǎn)所用催化劑，雙醋酸亞乙醋生產(chǎn)所用催化劑制備方 法W及雙醋酸亞乙醋的合成方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 醋酸乙締，即乙酸乙締醋（Vin^ acetate,簡稱VAC或VAM)，在室溫下是無色透 明易燃的液體，帶有甜的酸香味。它是世界上產(chǎn)量較大的有機(jī)化工原料之一，廣泛用于生產(chǎn) 聚醋酸乙締（PVAc)、聚乙締醇、涂料、漿料、粘合劑、維絕、薄膜、乙締基共聚樹脂、縮醒樹脂 等一系列化工和化纖產(chǎn)品，廣泛用于各行各業(yè)。
[0003] 醋酸乙締的生產(chǎn)國內(nèi)外均采用乙締氣相法和乙烘氣相法工藝，屬于石油化工工藝 路線，自Cl化學(xué)興起后，20世紀(jì)80年代，美國哈爾康化alcon)公司和英國石油度巧公司先 后提出由甲醇和合成氣制備醋酸乙締的新工藝-幾基法合成醋酸乙締。該工藝不依賴石油 化工原料，而是通過醋酸甲醋與合成氣的幾基化反應(yīng)，合成中間體雙醋酸亞乙醋巧孤A)，再 經(jīng)過熱裂解生產(chǎn)醋酸乙締和醋酸。整個(gè)工藝的新穎部分是醋酸甲醋的加氨甲酯化反應(yīng)，催 化劑用氯化錠并用P-甲基化晚和艦甲燒改性，一氧化碳插入反應(yīng)是整個(gè)技術(shù)的關(guān)鍵點(diǎn)。 W04] 由醋酸甲醋合成雙醋酸亞乙醋的制備方法已經(jīng)由US4, 429, 150 (標(biāo)題為： Manufac1:ure of eth}didene diacetate)所公開，即W醋酸甲醋或甲酸、一氧化碳和氨氣 為原料，催化劑采用VIII面化物或者醋酸鹽W及含憐的極性溶劑存在下合成雙醋酸亞乙 酯。US5, 354, 886 (標(biāo)題為：Catalysts on inorganic carriers for producing ethylidene diacetate)提到將化CI3或者錠化合物負(fù)載在娃藻±、氧化鐵、氧化儀、氧化侶和氧化鋒上 制成負(fù)載型催化劑。W醋酸甲醋、一氧化碳和氨氣為原料，在極性溶劑條件下，在上述催化 劑下反應(yīng)合成雙醋酸亞乙醋。上述方法在制備雙醋酸亞乙醋過程中均存在雙醋酸亞乙醋收 率低和選擇性不高的問題。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題之一是雙醋酸亞乙醋收率低及選擇性低的問題，提供 一種雙醋酸亞乙醋生產(chǎn)所用催化劑，該催化劑具有雙醋酸亞乙醋收率高對雙醋酸亞乙醋選 擇性高的特點(diǎn)。
[0006] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題之二是采用上述技術(shù)問題之一所述催化劑的制備方 法。
[0007] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題之=是采用上述技術(shù)問題之一所述催化劑的雙醋酸 亞乙醋的合成方法。
[0008] 為了解決上述技術(shù)問題之一，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：雙醋酸亞乙醋生產(chǎn)所 用催化劑，所述催化劑采用Si化、Al2〇3或者其混合物為載體，活性組分包括選自鐵系元素的 至少一種、銅系元素和選自IIB和堿±金屬中的至少一種金屬元素。優(yōu)選所述活性組分同 時(shí)包括鐵系元素、銅系元素、選自IIB中的至少一種金屬元素和選自堿±金屬中的至少一 種金屬元素；所述鐵系元素優(yōu)選自鐵、鉆和儀中的至少一種。此時(shí)IIB的金屬元素與堿±金 屬的金屬元素之間在提高邸DA選擇性和收率方面具有協(xié)同作用。
[0009] 上述技術(shù)方案中，所述銅系元素優(yōu)選自銅、姉、錯(cuò)、欽、衫、館、鏡和錯(cuò)中的至少一 種。上述技術(shù)方案中，作為最優(yōu)選的技術(shù)方案，所述活性組分銅系元素更優(yōu)選為銅和衫金 屬。
[0010] 上述技術(shù)方案中，所述IIB金屬優(yōu)選自鋒、儒和隸中的至少一種。
[0011] 上述技術(shù)方案中，所述堿±金屬優(yōu)選自被、儀、巧、鎖和領(lǐng)中的至少一種。
[0012] 上述技術(shù)方案中，作為最優(yōu)選的技術(shù)方案，所述活性組分同時(shí)包括鐵系元素、銅系 元素、選自IIB金屬中的至少一種元素和選自堿±金屬中的至少一種元素時(shí)；例如所述活 性組分包括鉆、銅、衫、鋒和鎖，或者包括鉆、銅、衫、鋒、領(lǐng)和鎖，或者包括鉆、儀、銅、衫、鋒、 領(lǐng)和鎖。
[0013] 上述技術(shù)方案中，所述催化劑中鐵系元素的含量優(yōu)選為3. 00~15. OOg/l，更優(yōu)選 為7. 00~12. OOg/L ;所述催化劑中銅系元素的含量優(yōu)選為0. 1~5. 5g/l，更優(yōu)選為1. 00~ 3. OOg/L ;所述催化劑中選自IIB和堿±金屬中金屬的至少一種含量優(yōu)選為0. 45~8. 5g/ 以更優(yōu)選為1. 00~5. lOg/L。所述催化劑所用的載體比表面優(yōu)選為50~310m7g，更優(yōu)選 為150~210m2/g，孔容優(yōu)選為0. 80~1. 21，更優(yōu)選為0. 90~1. 10。
[0014] 為解決上述技術(shù)問題之二，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：上述技術(shù)問題之一的技術(shù)方 案中所述催化劑的制備方法，包括如下步驟：
[0015] ①按催化劑的組成將鐵系元素的化合物、銅系元素的化合物、IIB和堿±金屬中金 屬的化合物的溶液與載體混合；
[0016] ②干燥。
[0017] 上述技術(shù)方案中，步驟①所述鐵系元素的化合物優(yōu)選自二茂鐵、幾基鉆、醋酸鉆、 硝酸鉆、氯化鉆、幾基儀和氯化儀中的至少一種。步驟①所述銅系元素的化合物優(yōu)選自醋酸 銅、氯化銅、硝酸銅、醋酸姉、硝酸姉、氯化姉、醋酸錯(cuò)、醋酸欽、氯化衫、氯化鏡、氯化館和氯 化錯(cuò)中的至少一種。步驟①所述IIB金屬化合物優(yōu)選自氯化鋒、醋酸鋒、巧樣酸鋒、醋酸儒、 氯化儒、硝酸儒、硝酸亞隸和硫酸隸中的至少一種。步驟①所述堿±金屬化合物優(yōu)選自堿± 金屬氧化物、堿±金屬氯化物、堿±金屬硝酸鹽、堿±金屬硫酸鹽和堿±金屬醋酸鹽中的至 少一種。步驟②所述干燥溫度優(yōu)選為80~120°C，更優(yōu)選為100~120°C。 陽01引為解決上述技術(shù)問題之S，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：雙醋酸亞乙醋的合成方法，W 醋酸甲醋、一氧化碳和氨氣為原料，W醋酸為溶劑，在催化劑和助催化劑艦化物存在下反應(yīng) 生成雙醋酸亞乙醋。所述艦化物優(yōu)選艦甲燒。
[0019] 本發(fā)明的關(guān)鍵是催化劑的選擇，本領(lǐng)域技術(shù)人員知道如何根據(jù)實(shí)際需要確定合適 的反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)壓力和物料的配比。但是，上述技術(shù)方案中反應(yīng)的溫度優(yōu)選為 130~200°C;反應(yīng)的壓力優(yōu)選為3. 0~10.0 MPa ;反應(yīng)的時(shí)間優(yōu)選為3. 0~10.0 h。一氧化 碳與氨氣的摩爾比優(yōu)選為0. 1~10. 0。
[0020] 本發(fā)明產(chǎn)物經(jīng)冷卻、減壓、分離后采用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀（GC-MAS巧分析，按 下列公式計(jì)算醋酸甲醋的轉(zhuǎn)化率和雙醋酸亞乙醋的收率和選擇性：
[0021]
[0024] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的關(guān)鍵是催化劑的活性組分中包括一定量的鐵系元素、 銅系元素和選自IIB和堿±金屬中的至少一種金屬元素，有利于提高主催化劑的活性和穩(wěn) 定性，從而提高了雙醋酸亞乙醋的收率和選擇性。
[00巧]實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本發(fā)明所制備的雙醋酸亞乙醋收率達(dá)59. 47%，選擇性達(dá)到 85. 76%，取得了較好的技術(shù)效果，尤其是催化劑中活性組分同時(shí)包括鐵系元素、銅系元素、 選自IIB中的至少一種金屬元素和選自堿±金屬中的至少一種金屬元素時(shí)，取得了更加突 出的技術(shù)效果，可W用于醋酸乙締的合成中。下面通過實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步闡述。
【具體實(shí)施方式】
[0026] 【實(shí)施例1】
[0027] 催化劑的制備：將含 8. 98g Co、含 2. 75g La 和含 3. 25拉n 的 Co(OAc)Z ? 4&0、 La(OAc)S ? 5&0和巧樣酸鋒狂叫(QftO,) 2 ? 2&0)充分混合溶解于濃度為Swt %的鹽酸中， 得到浸潰液400ml，將1.化比表面為165m2/g，孔容為0. 98,直徑為5. 6mm的球形Si〇2載體 浸潰在上述浸潰液中，靜置化于l〇〇°C干燥，得到所述催化劑。經(jīng)ICP分析該催化劑的Co 含量為 8. 98g/l，La 含量 2. 75g/l，化含量 3. 25g/L。 W2引雙醋酸亞乙醋的合成：將1. Omol醋酸、0. 05mol催化劑、0.1 Omol艦甲燒和 0. 45mol醋酸甲醋加入500ml鐵材反應(yīng)蓋內(nèi)，先用氣氣排出蓋內(nèi)空氣后充壓至2. OMPa,然后 通入一氧化碳和氨氣直至壓力7. 5MPa，提高攬拌速度至1200巧m，同時(shí)攬拌加熱升溫至反 應(yīng)溫度，控制反應(yīng)溫度為176 °C，一氧化碳與氨氣的摩爾比為2 :1，持續(xù)反應(yīng)8.化后，停止反 應(yīng)。
[0029] 產(chǎn)物分析：將上述反應(yīng)得到的反應(yīng)混合物冷卻、減壓、分離，液相采用氣相色 譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀（GC-MS巧分析。
[0030] 經(jīng)計(jì)算雙醋酸亞乙醋的收率為59. 47%，選擇性為85. 76%，為了便于說明和比 較，將催化劑的制備條件、反應(yīng)條件、物料進(jìn)料量、雙醋酸亞乙醋的收率和選擇性分別列于 表1和表2。 陽03U 【實(shí)施例2】
[0032]催化劑的制備：將含 8. 98g Co、含 2. 75g La 和含 3. 25拆r 的 Co(OAc)Z ? 4&0、 La (OAc) 3 ? 5&0和Sr (OAc) 2 ? 0. 5&0充分混合溶解于純水中，得到浸潰液400ml，將1.化比 表面為165m2/g，孔容為0. 98,直徑為5. 6mm的球形S