[发明专利]用于生产乙酸和二甲醚的催化剂和方法

说明书

一种通过于200‑260℃的温度下使甲醇和乙酸甲酯的混合物与催化剂组合物接触来从该混合物联合生产乙酸和二甲醚产物的方法，其中所述催化剂组合物包含具有2维通道系统的沸石，所述2维通道系统包含至少一个具有10元环且二氧化硅:氧化铝的摩尔比至少为22:1的通道。

本发明涉及一种由甲醇和乙酸甲酯联合生产乙酸和二甲醚的方法，所述方法在高温下且于包含具有高二氧化硅:氧化铝的摩尔比的沸石的催化剂组合物存在下进行。

己知使用沸石催化剂将甲醇催化脱水成二甲醚。将其氢形式的镁碱沸石用于催化甲醇脱水被描述例如在公开US 20090326281A，“Influence of catalyticfunctionalities of zeolites on product selectivities in methanol conversion”Seung-Chan Baek等人，Energy & Fuels，2009，23(2)，第593-598页，以及“Determining anoptimum catalyst for liquid-phase dehydration of methanol to dimethyl ether”，Khandan, N等人，Applied Catalysis : General，第349卷，议题1-2，2008年10月31日，第6-12页中。

韩国专利申请KR 2009131560A描述了通过在200-350℃及1-50个大气压下，于镁碱沸石基催化剂或通过碱金属和/或碱土金属离子的部分引入获得的催化剂的存在下，将甲醇脱水制备二甲醚。

韩国专利申请KR 20090103512描述了通过在含有指定量的磷酸铝粘结剂的沸石催化剂存在下将甲醇脱水制备二甲醚。

用于甲醇和乙酸甲酯的脱水/水解转化的催化剂是已知的。US 6,521,783描述了一种方法，其中将乙酸、乙酸甲酯、甲醇、二甲醚和水进料至水解/脱水反应器中，所述反应器包含醚类水解催化剂和醇脱水催化剂，所述催化剂可以相同或不同。所述醇脱水催化剂可以选自固体酸、杂多酸、酸性沸石、二氧化钛或二氧化硅促进的氧化铝、磷酸铝或负载于二氧化硅-氧化铝上的氧化钨。所述酯水解催化剂可以选自酸性离子交换树脂、酸性γ氧化铝、氟化的氧化铝、硫酸盐或钨酸盐促进的二氧化锆、二氧化钛或二氧化硅促进的氧化铝、磷酸铝、负载于二氧化硅-氧化铝上的氧化钨、粘土、负载的矿物酸、沸石或杂多酸。在与此方法相关的实施例中，所述催化剂的性质未被定义。

WO 2011027105描述了在140-250℃的温度下于具有2维通道系统的沸石催化剂存在下将甲醇和乙酸甲酯转化成乙酸和二甲醚产物，所述2维通道系统包含至少一个具有10元环的通道。被鉴定为属于此类型的沸石包括镁碱沸石、ZSM-35和斜发沸石。

现已发现，在通过于沸石催化剂存在下的甲醇和乙酸甲酯的脱水和水解联合生产乙酸和二甲醚中，随着时间的进行，沸石催化剂（例如镁碱沸石）展现出催化活性的损失，这导致对于产物（乙酸和二甲醚）的产率的损失。此类催化剂的失活需要昂贵及耗时的再生方法以恢复催化剂的活性。

通常，该脱水和水解反应在至少140℃至约250℃的温度下进行。一般而言，为了达到更具吸引力的生产速率，在较高的温度下进行反应是有益的。然而，还观察到用于该反应的沸石催化剂于较高的反应温度下会更快速失活得多。

另外，依据其来源，甲醇和/或乙酸甲酯原料可包含某些杂质，例如丙酮。现已发现此类杂质的存在，特别是其具有相对高含量时，对于沸石催化剂是有害的。除非在与沸石催化剂接触之前，执行从甲醇和/或乙酸甲酯原料中除去此类杂质的步骤，否则此类杂质的存在将提高催化剂失活的速率。

因此，高度希望降低用于由甲醇和乙酸甲酯原料联合生产乙酸和二甲醚的沸石催化剂的失活速率，特别是降低此类沸石催化剂在高反应温度下和/或在杂质，例如丙酮的存在下的失活速率。