[发明专利]一种乙炔羰基化制备丁二酸的方法

说明书

本发明公开了一种乙炔羰基化制备丁二酸的方法，其特征在于：在常温、常压下，以CO、C₂H₂、H₂O为原料，在反应温度为25～45℃,压力为0.1～2MPa条件下,在有机溶剂中经催化剂体系催化乙炔双羰基化合成丁二酸；所用催化剂体系包括体系A或体系B，体系A包括钯化合物、卤化锂和卤化氢配体；体系B包括钯化合物、卤化锂、卤化氢和卤化铜配体，其中n(Pd²⁺)︰n(Li⁺)＝1︰1～12；n(H⁺)︰n(Pd²⁺)＝1︰1～17；n(Cu²⁺)︰n(Pd²⁺)＝1︰2～50；本发明在常温常压下进行，反应条件温和,操作简单安全；同时避免了传统丁二酸生产工艺中复杂的操作过程，一步法制取丁二酸，极大地简化了工艺路线，便于操作，周期短；后处理极为简单，纯度高，能耗低，具有很好的经济和社会效益。

技术领域

本发明涉及化工领域，特别涉及一种乙炔羰基化制备丁二酸的方法。

背景技术

丁二酸(Succinic acid)又名琥珀酸，它是一种重要的有机化工原料及中间体，其广泛存在于人体、动物、植物和微生物中，主要应用于制药、农药、食品、合成塑料、橡胶、防护涂料、染料、墨水和其它工业中。除了以上应用以外，丁二酸还可以衍生出许多下游产品，如1，4-丁二醇(BDO)、四氢呋喃(THF)、γ-丁内酯(GBL)、N-甲基吡咯烷酮(NMP)等。

随着人们环境意识的提高，国家环保政策越来越严厉，作为可降解塑料聚丁二酸丁二醇酯(PBS)主要原料的丁二酸，具有巨大的市场潜力。

丁二酸的合成方法有化学合成法(石蜡氧化、催化加氢法、乙炔羰基化法)、生物法(生物转化法和发酵法)和电解法。化学路径是一种相对较成熟的工艺，该法转化率高，产率高，但是常常伴随高能耗〔高温、高压〕，且操作条件严格；生物法虽然避免了对石化原料的依赖，减少了化学合成工艺对环境的污染，但由于生产效率低，分离提纯工艺复杂，废水量大等问题，使其大规模应用于工业化生产还有待进一步研究；而电解合成法在实际生产中仍存在电耗高、电极腐蚀等难题。

我国现有的丁二酸生产企业，大部分均以石油基为原料，其成本相对较高，生产规模不大，单线产能最大仅达1000t，同时我国石油储量并不大，因而严重制约了我国丁二酸生产量。

目前我国丁二酸年生产能力远远不能够满足市场的需要，丁二酸的市场增长空间十分巨大，寻找新的丁二酸合成途径，就显得非常重要；此外，在天然气裂解乙炔并通过炔醛法合成BDO的产业链中，相关企业拥有丰富的乙炔和CO资源。

利用乙炔和CO合成附加值较高的丁二酸，不仅可以直接售卖从而获得更好的经济价值，还可以与BDO合成PBS，完成产业链的进一步延伸，具有很好的经济效益。

因此以CO与C₂H₂为原料合成丁二酸，充分利用了现有资源，减少了环境污染；同时增强了企业的竞争力，具有良好的工业开发与应用前景。

针对目前丁二酸生产工艺繁琐、产品收率低及能耗高的状况,函需提出了一种更为经济、有效的制备丁二酸的方法。

现有乙炔法合成丁二酸，通常采用乙炔、一氧化碳以及水在[Co(CO)₄]催化下一步合成丁二酸，反应温度在80-250℃，压力为2.94-49.03MPa，反应条件控制苛刻，高温、高压具有一定的危险性且能耗高，收率低。

现有技术中包括一种以PdBr₂-LiBr-CH₃CN催化体系并在常压、40℃反应条件下，将乙炔羰基化合成顺丁烯二酸酐、丁二酸酐的方法，乙炔的转化率约70％，但此种方法得到的是顺丁烯二酸酐、丁二酸酐，且还有丙酸、丙烯酸、呋喃酮等副产物产生，还需要进一步水解、氢化和复杂的分离过程才能得到丁二酸产物。