[发明专利]用受到促进的铱催化剂的汽相羰基化方法

说明书

发明背景

发明领域

本发明涉及用于由烷醇、醚及酯-醇混合物的汽相羰基化生产酯及羧酸的一种方法。具体地说，本发明涉及甲醇羰基化制醋酸及醋酸甲酯。更具体地说，本发明涉及一种采用使汽态反应物与催化剂接触生产醋酸及醋酸甲酯的方法。此催化剂包含有效量的铱及至少一种选自元素周期表的V族金属的第二金属。

发明背景

低级羧酸及酯，如醋酸及醋酸甲酯，多年来均被称为工业化学品。醋酸被用于制造各种中间体及制成品。例如，一种重要的衍生物是醋酸乙烯，它可用作为各种聚合物的单体或共单体。醋酸本身就用作一种生产广泛用于容器工业(container industry)中的对苯二甲酸的溶剂，尤其用于聚酯(PET)饮料容器成型中。

对于将低级烷醇如甲醇与醚羰基化为其相应羧酸及酯的金属催化剂的应用，已有相当多的科学研究工作，羰基化由如下方程式1-3表示：

      (1)

  (2)

    (3)

甲醇羰基化是一种众所周知的反应，一般在液相中用催化剂完成。对由简单碳源完成形成乙酰基的一些工业化方法及其它途径，Howard等人做过全面综述，见Catalysis Today(今日催化)，18(1993)325-354。一般，对于由甲醇制醋酸的液相羰基化反应，采用包括VIII族金属及碘或含碘化合物诸如碘化氢及/或碘甲烷的均相催化剂体系来完成。铑是最常见的VIII族金属催化剂，碘甲烷是最普通的助催化剂。这些反应是在水存在下完成，以防止催化剂沉淀。

US 5,144,068描述对于Rh-I均相方法在催化剂体系中加锂可用水更少。铱也是一种甲醇羰基化反应的活性催化剂，但通常其反应速率比在其它相似条件下用铑催化剂所能达到的低。

US 5,510,524提出，添加铼可提高Ir-I及Rh-I均相催化剂两个体系的速率及稳定性。

欧洲专利申请EP 0 752 406 A1提出，钌、锇、铼、锌、镉、汞、镓、铟或钨可提高Ir-I液相催化剂体系的速率及稳定性。一般，目前用于制取醋酸的这种均相羰基化方法可达到较高的生产速率及选择性。但是，多相催化剂具备产物分离较容易、结构材料费用较低、再循环容易及速率甚至更高的一些潜在优点。

Schultz在US 3,689,533中披露了用负载铑多相催化剂通过醇的汽相羰基化反应来形成羧酸。Schultz还披露有一种卤化物助催化剂存在。

Schultz在US 3,717,670中描述了结合使用一些选自元素周期表中IB、IIIB、IVB、VB、VIB、VIII族、镧系及锕系元素的助催化剂的一种同样的负载铑催化剂。

Uhm在US 5,488,143中描述了利用碱金属、碱土金属或过渡金属为负载铑的助催化剂，用于由卤化物促进的汽相甲醇羰基化反应。Pimblett在US5,258,549中提出，在碳载体上铑与镍的组合比任一金属本身的活性都更高。

除利用铱作为均相醇羰基化的催化剂外，Paulik等人在US3,772,380中描述了在汽相，由卤素促进的，多相的醇羰基化方法中利用惰性载体上的铱作为催化剂。

欧洲专利申请EP 0 120 631 A1及EP 0 461 802 A2描述了以专用碳作为单一过渡金属组分的羰基化催化剂的载体。

欧洲专利申请EP 0 759 419 A1涉及一种用于醇及/或其反应衍生物的羰基化方法。