[发明专利]一种碳酸二甲酯的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于化工领域，具体涉及到一种碳酸二甲酯的制备方法

背景技术

甲醇是一种以煤或天然气为原料生产的大宗化学品，其深度加工是许多国家竞相开发的重要研究领域.在众多甲醇下游产品中，绿色化学品碳酸二甲酯(DMC)近年来受到了极大的关注.DMC用途极为广阔，可以取代光气、硫酸二甲酯、氯甲酸甲酯等剧毒或致癌化学品进行有机合成，也可以作为高品质溶媒或燃油添加剂.随着我国对机动车排放标准的进一步升级，DMC用于燃油添加剂的市场发展空间十分巨大。碳酸二甲酯可用于制备聚氨酯、聚碳酸酯、医药、农药、香料等；可代替硫酸二甲脂作羰基化剂、甲基化剂和甲酯化剂；还可作高新烷值汽油增进剂，是近年来石油化工热门产品，并可衍生一系列新的化工产品，被誉为有机合成的新基块。以甲醇氧化羰基化合成DMC，原料来源、市场需求和化工产品系列化方面都具有明显的优势，是21世纪极有吸引力的基本化工原料，特别是在石油资源贫乏的地区，DMC对当地化工生产具有重要的作用。

碳酸二甲酯是正在崛起的化工原料新产品，1992年欧洲登记为非毒性化学品，在众多DMC合成工艺中，甲醇气相氧化羰基化法以甲醇、CO和O2为原料，生产成本低，产物选择性高，是一条符合我国以煤为主要能源的重要绿色化工路线，但目前在甲醇气相氧化羰基化法中由于在反应过程中容易发生Cl^-容易发生流失，导致设备腐蚀和活性逐渐降低。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种以甲醇、CO和O₂为原料，以炭基负载纳米Cu为催化剂合成碳酸二甲酯的方法，具体步骤如下，

1)在反应器中加入催化剂，再加入甲醇，在温度为120-180℃，压力为0.4-0.8Mpa条件下，同时通入CO和O₂反应2-5h；

2)反应后的混合物经气液分离器分离得到液相混合物；

3)将步骤2)的液相混合物经蒸馏得碳酸二甲酯。

优选地，在本发明中所述CO的流量为40-120ml／min，O₂的流量为4-10ml/min。

优选地，在本发明中所述甲醇的流量为0.02-0.1ml／min；

在本发明中，所述炭基负载纳米Cu催化剂通过溶胶-凝胶法制得，即以淀粉为炭源，以Cu(NO₃)₂为原料制得。

对于甲醇氧化羰基化合成DMC反应，微孔起着最为重要的作用，大量的微孔结构能使反应物小分子(CH₃OH，CO和O₂)在通道中快速吸脱附，从而提高反应速率；一定量的介孔结构有利于反应物分子快速传输。本发明中采用用溶胶-凝胶法制得的Cu／C催化剂，此催化剂的稳定性好，孔径变化不大，在甲醇氧化羰基化合成DMC反应中催化活性很高，因此通过本发明制备DMC具有的有益效果是：

反应过程中没有常规方法中存在的Cl离子，则不会对设备造成腐蚀，降低成本的同时也克服了因为Cl离子的流失而导致催化剂失活的问题。

具体实施方式

实施例1

向反应器中加入催化剂0.3克，以0.02ml／min的流量通入甲醇，在温度为120℃，压力为0.4Mpa的条件下，同时分别以40ml／min和4ml／min的速度通入CO和O₂，反应3h后，反应后的混合物经气液分离器分离得到液相混合物，再将液相混合物经蒸馏得碳酸二甲酯。

实施例2

向反应器中加入催化剂0.3克，以0.08ml／min的流量通入甲醇，在温度为150℃，压力为0.6Mpa的条件下，同时分别以80ml／min和8ml／min的速度通入CO和O₂，反应5h后，反应后的混合物经气液分离器分离得到液相混合物，再将液相混合物经蒸馏得碳酸二甲酯。

实施例3

向反应器中加入催化剂0.4克，以0.1ml／min的流量通入甲醇，在温度为160℃，压力为0.6Mpa的条件下，同时分别以120ml／min和8ml／min的速度通入CO和O₂，反应4h后，反应后的混合物经气液分离器分离得到液相混合物，再将液相混合物经蒸馏得碳酸二甲酯。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。