專利名稱：一種合成碳酸二甲酯的催化劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于從甲醇和碳酸丙烯酯合成碳酸二甲酯的催化劑及其制備方法。
作為一種環(huán)境友好的有機(jī)合成中間體和汽油添加劑，碳酸二甲酯(Dimethyl Carbonate簡DMC)的合成與應(yīng)用近年來受到了廣泛的重視(Y.Ono.,Appl.Catal.A:,1997,155,133)。從碳酸丙烯酯和甲醇經(jīng)酯交換合成DMC，由于過程簡單，且可以生成二元醇，因而是頗具競爭力的方法(A.G.Shaikh,S.Sivaram,Chem.Rev.,1996,96,951)。
碳酸丙烯酯(簡稱PC)與甲醇反應(yīng)式如下 在該反應(yīng)中，一般多以堿金屬氫氧化物、堿金屬碳酸鹽、堿金屬醇鹽等(江琦等，天然氣化工，1997,22(5),1)作為催化劑。但因其為均相反應(yīng)，給催化劑的分離與重復(fù)使用造成困難。
本發(fā)明的發(fā)明目的是提供一種從甲醇和碳酸丙烯酯合成碳酸二甲酯的催化劑，該催化劑具有高活性且易于從產(chǎn)物中分離出來。
本發(fā)明的發(fā)明目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，采用堿土金屬碳酸鹽在氮?dú)夥諊卤簾谩?br> 本發(fā)明催化劑的摩爾比堿土金屬氧化物∶堿土金屬碳酸鹽=1∶(0.5-10)。
如上所述的堿土金屬碳酸鹽是碳酸鎂、碳酸鈣、碳酸鍶、碳酸鋇。
如上所述催化劑的制備方法是將堿土金屬碳酸鹽在以3-10毫升/分鐘流速的氮?dú)獗Ｗo(hù)下，以5-12℃/分鐘的升溫速率，升溫至600-1000℃進(jìn)行焙燒2-6小時。
如上所述的催化劑與其它催化劑比較，具有較高的活性與選擇性，用量少，對反應(yīng)器無腐蝕，屬于環(huán)境友好催化劑。反應(yīng)結(jié)束后，催化劑可通過過濾得到分離，且其可重復(fù)使用。
本發(fā)明的實(shí)施例如下
實(shí)施例1碳酸鈣在氮?dú)夥諊卤簾?小時，焙燒溫度600℃，其升溫速率為10℃/min，氮?dú)饬魉?ml/min，得到本反應(yīng)催化劑，其組成為CaO∶CaCO3=1∶5。在反應(yīng)容器內(nèi)按一定的摩爾配比加入甲醇和碳酸丙烯酯，催化劑的加入量為反應(yīng)混合物重量的4％，在攪拌條件下，升溫至120℃，反應(yīng)時間2小時。冷卻，過濾，使催化劑與反應(yīng)液分離，反應(yīng)液用氣相色譜分析，DMC的產(chǎn)率為35.8％，PC的轉(zhuǎn)化率為41.1％。
實(shí)施例2碳酸鈣在氮?dú)夥諊卤簾?小進(jìn)，焙燒溫度900℃，其升溫速率為7℃/min，氮?dú)饬魉?ml/min，得到本反應(yīng)催化劑，其組成為CaO∶CaCO3=1∶3.5。其余同實(shí)施例1，反應(yīng)液用氣相色譜分析，DMC的產(chǎn)率為39.5％，PC的轉(zhuǎn)化率為42.1％。
實(shí)施例3碳酸鎂在氮?dú)夥諊卤簾?小時，焙燒溫度700℃，其升溫速率為5℃/min，氮?dú)饬魉?ml/min，得到本反應(yīng)催化劑，其組成為MgO∶MgCO3=1∶0.5。其余同實(shí)施例1，反應(yīng)液用氣相色譜分析，DMC的產(chǎn)率為32.2％，PC的轉(zhuǎn)化率為34.5％。
實(shí)施例4碳酸鋇在氮?dú)夥諊卤簾?小時，焙燒溫度800℃，其升溫速率為9℃/min，氮?dú)饬魉?ml/min，得到本反應(yīng)催化劑，其組成為BaO∶BaCO3=1∶10。其余同實(shí)施例1。反應(yīng)用氣相色譜分析，DMC的產(chǎn)率為40.9％，PC的轉(zhuǎn)化率為44.1％。
實(shí)施例5碳酸鍶在氮?dú)夥諊卤簾?小進(jìn)，焙燒溫度900℃，其升溫速率為12℃/min，氮?dú)饬魉?ml/min，得到本反應(yīng)催化劑，其組成為SrO∶SrCO3=1∶8。其余同實(shí)施例1，反應(yīng)液用氣相色譜分析，DMC的產(chǎn)率為37.1％，PC的轉(zhuǎn)化率為45.3％。
實(shí)施例6碳酸鎂在氮?dú)夥諊卤簾?小進(jìn)，焙燒溫度600℃，其升溫速率為10℃/min，氮?dú)饬魉?0ml/min，得到本反應(yīng)催化劑，其級成為MgO∶MgCO3=1∶1。其余同實(shí)施例1，反應(yīng)液用氣相色譜分析，DMC的產(chǎn)率為28.5％,PC的轉(zhuǎn)化率為31.1％。
權(quán)利要求
1．一種合成碳酸二甲酯的催化劑，其特征在于催化劑的摩爾比為堿土金屬氧化物∶堿土金屬碳酸鹽=1∶(0.5-10)。
2．如權(quán)利要求1所述的一種合成碳酸二甲酯的催化劑，其特征在于所述的堿土金屬碳酸鹽是碳酸鎂、碳酸鈣、碳酸鍶、碳酸鋇。
3．一種合成碳酸二甲酯的催化劑的制備方法，其特征在是將堿土金屬碳酸鹽在以3-10毫升/分鐘流速的氮?dú)獗Ｗo(hù)下，以5-12℃/分鐘的升溫速率，升溫至600-1000℃進(jìn)行焙燒2-6小時，即得產(chǎn)品。
全文摘要
一種合成碳酸二甲酯的催化劑及其制備方法,采用堿土金屬碳酸鹽在氮?dú)夥諊?以5—12℃/分鐘的升溫速率,升溫至600—1000℃進(jìn)行焙燒2—6小時,即得產(chǎn)品。本發(fā)明的催化劑具有活性、選擇性較高,用量少,對反應(yīng)器無腐蝕等特點(diǎn)。反應(yīng)結(jié)束后,催化劑通過過濾得到分離,且其可重復(fù)使用。
文檔編號C07C69/96GK1304790SQ0011779
公開日2001年7月25日 申請日期2000年6月21日 優(yōu)先權(quán)日2000年6月21日
發(fā)明者韓怡卓, 常雁紅, 楊彩虹, 李文彬, 王心葵 申請人:中國科學(xué)院山西煤炭化學(xué)研究所