[发明专利]羰基化方法

说明书

用于通过在氢气和沸石催化剂存在下用一氧化碳羰基化二甲醚生产乙酸甲酯的方法，其中所述方法以至少1的氢气与一氧化碳的摩尔比进行，并且已经在约375℃‑约475℃的温度下煅烧所述催化剂。

本发明涉及用于通过在氢气和在低温下煅烧的沸石催化剂存在下用一氧化碳羰基化二甲醚生产乙酸甲酯的方法。

沸石，并特别是丝光沸石在化学工艺中，例如在醚和醇的羰基化反应中用作催化剂。例如，EP 1985606描述了通过在沸石催化剂，例如丝光沸石存在下，在高于250℃-350℃的温度下和至少10 barg的压力下用一氧化碳羰基化二甲醚生产乙酸甲酯。

丝光沸石是硅铝酸盐类型的结晶的天然或合成沸石。丝光沸石结构定义在Atlas of Zeolite Framework Types (C. Baerlocher，W. M. Meier，D. H. Olson，第五版，Elsevier，Amsterdam，2001)中。通常，丝光沸石具有以如下氧化物的摩尔表述的组成

1.0 ± 0.2 Na₂O，Al₂O₃，10 ± 0.5 SiO₂

作为对钠的替代，也可以存在其它碱金属或碱土金属。

通常，钠形式的丝光沸石对醚的羰基化不是特别有效，并且已经发现由氢离子替代一些或全部的钠阳离子产生更有效的氢形式的丝光沸石。钠形式至氢形式的转化可以通过许多方法实现。一种方法是使用酸化的水溶液用氢离子直接替代钠离子，其中使用离子交换法。另一种方法涉及通过离子交换用铵离子替代钠离子，然后是使用煅烧方法的铵形式的分解。

如例如WO 2010/058149所述，可以通过使市售的氢形式的丝光沸石与合适的基料材料结合制备用于醚和醇的羰基化的催化剂。

WO 2010/058149描述了用于通过在催化剂存在下，用一氧化碳羰基化二甲醚和/或甲醇制备乙酸甲酯和/或乙酸的方法，所述催化剂是与中孔基料结合的H-丝光沸石，所述中孔基料选自二氧化硅、氧化铝、二氧化硅-氧化铝、硅酸镁和硅酸镁铝。

任何催化方法的一个重要方面是当经受所需的工艺条件时催化剂的性能。羰基化反应中催化性能的改进是所述方法和催化剂开发研究的持续目标。

一氧化碳和氢气的混合物(通常称为合成气) 在商业上生产并且其容易得到。因此，期望使用这样的合成气混合物进行羰基化方法。然而通常，合成气混合物是富氢气的，即氢气以与一氧化碳至少等摩尔比并通常以过量摩尔比存在于这样的混合物中。然而富氢气进料表示羰基化反应器中对于一氧化碳而言的较小空间，导致降低的一氧化碳分压和因此降低的反应速率。因此，羰基化方法中存在的一个问题是在富氢气条件下进行所述方法提高了对催化剂的性能需求。

因此，如果可以改进用于羰基化方法，并特别是用于在富氢气条件下进行的羰基化方法的沸石催化剂的催化特性将是理想的。

申请人现在已经发现通过在低温下煅烧沸石催化剂可以实现在等摩尔或过量摩尔氢气存在下进行的用一氧化碳对二甲醚的羰基化方法中增强的催化性能，例如增强的活性和/或选择性。

因此，本发明提供用于生产乙酸甲酯的方法，其包括在氢气和沸石催化剂存在下用一氧化碳羰基化二甲醚，其中所述方法以至少1的氢气与一氧化碳的摩尔比进行，并且已经在约375℃-约475℃的温度下煅烧催化剂。

本发明还提供用于在氢气存在下通过用一氧化碳羰基化二甲醚生产乙酸甲酯中改进沸石催化剂性能的方法，其中所述方法以至少1的氢气与一氧化碳的摩尔比进行，并且已经在约375℃-约475℃的温度下煅烧催化剂。

在本发明的一个实施方案中，在约400℃-约475℃，例如约400℃-约450℃的温度下煅烧催化剂。

为了避免疑问，短语“至少1的氢气与一氧化碳的摩尔比”表示氢气/一氧化碳的摩尔比至少为1。