[发明专利]乙醇酸酯氧化生成乙醛酸酯的方法

说明书

本发明涉及一种乙醇酸酯氧化生成乙醛酸酯的方法，主要解决现有技术存在乙醛酸酯收率低的问题。本发明通过采用包括使氮氧化物、含氧气体和乙醇酸酯接触生成乙醛酸酯的反应步骤；所述催化剂以重量份数计，包括以下组份：a)0.5～30份的选自铁或铁的氧化物中的至少一种活性组份；b)0～10份的选自IA或IIA族中的至少一种金属或氧化物助剂；c)70～99份的载体的技术方案较好地解决了该问题，可用于乙醇酸酯氧化脱氢制乙醛酸酯的工业生产中。

技术领域

本发明涉及一种乙醇酸酯氧化生成乙醛酸酯的方法。

背景技术

乙醛酸酯兼有醛和酯的化学性质，能够发生多种反应，特别是水解可制备乙醛酸。而乙醛酸是合成香料、医药、食品、清漆原料、染料、塑料添加剂等有机中间体，可用于生产口服青霉素、香兰素、扁桃酸和尿囊素等，所以国内外对乙醛酸的消费量也一直成上升的趋势。

乙醛酸生产方法按起始原料不同，目前约有十几种之多。工业上最常用的有草酸电解还原法、乙二醛硝酸氧化法、马来酸(酐)臭氧化法等。目前国内乙醛酸产业遇到两个较大的问题：首先，是大批量、高质量的乙醛酸供应不足，使其下游产品的价格优势不能充分发挥，严重的影响了乙醛酸及其下游产品的市场发展；其次，国内基本上全部采用乙二醛法生产乙醛酸。而国际原油价格的波动，影响乙二醛的价格，最终影响乙醛酸价格。

我国具有丰富的煤炭、天然气资源，而石油资源不足，所以开辟非石油路线的方法，在我国具有重要战略意义。20世纪70年代，受世界石油危机的影响，各国纷纷开始开展大量的以天然气和煤基原料为主的C1化工研究，相关技术也在上世纪90年代取得了快速的发展，特别在研究以煤或天然气为原料生产乙二醇方面取得了重大的突破，随之而来的会产生大量的工艺副产物乙醇酸酯，所以开发以乙醇酸酯氧化制乙醛酸酯的非石油路线具有非常高的竞争力。

但是，通过乙醇酸酯氧化合成乙醛酸酯的反应是整个氧化反应过程中的第一级反应，如果继续往下走会使乙醛酸甲酯进一步氧化成酸，再进一步氧化则会产生大量的大量二氧化碳和水，这两个反应都会导致乙醛酸酯收率降低；而且由于这个氧化反应需要200～400℃才能获得较高的乙醇酸酯转化率，在这个条件下也容易使氧化反应过度，所以必须要使用对一级氧化反应较高的催化剂提高乙醛酸酯的收率。但是就国内外目前对该类反应的报道乙醛酸酯的收率均不高。例如，文献US4340748公开了一种以乙醇酸酯为原料在100～600℃，优选200～400℃条件下用含氧气体对其进行气相催化氧化得到乙醛酸酯的方法，但是该方法中所使用的催化剂对乙醛酸酯的收率较低，均在88.3％以下，有些条件下乙醛酸酯的收率只有43.5％。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有技术存在乙醇酸酯氧化脱氢制乙醛酸酯反应温度高，收率低的问题，提供一种新的乙醇酸酯氧化生成乙醛酸酯的方法。该方法具有反应温度低，乙醛酸酯收率高的特点。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：一种乙醇酸酯氧化生成乙醛酸酯的方法，包括使氮氧化物、含氧气体和乙醇酸酯接触生成乙醛酸酯的反应步骤；所述催化剂以重量份数计，包括以下组份：

a)0.5～30份的选自铁或铁的氧化物中的至少一种活性组份；

b)0～10份的选自IA或IIA族中的至少一种金属或氧化物助剂；

c)70～99份的载体。

上述技术方案中，以重量份数计，活性组份的用量为2～25份，助剂的用量为0.05～7份，载体的用量为73～97.9份。

上述技术方案中，所述载体选自氧化硅、氧化铝、氧化锆、氧化钛或硅铝分子筛中的至少一种。优选地，所述载体选自氧化铝或硅铝分子筛中至少一种。

上述技术方案中，所述催化剂比表面积为150～700米²/克。优选地，所述催化剂比表面积为200～500米²/克。