[发明专利]一种均相沉积固体碱催化剂合成碳酸甲乙酯方法

说明书

一种均相沉积固体碱催化剂合成碳酸甲乙酯方法，涉及一种合成碳酸甲乙酯方法，本发明均相沉积的方法制备同时具有强碱活性中心以及L酸催化活性中心的介‑微孔复合固体催化剂，用于碳酸二甲酯和碳酸二乙酯高效合成碳酸甲乙酯。采用尿素水解法制备复合载体及负载碱性或酸碱两性金属氧化物，以金属硝酸盐、硫酸盐、盐酸盐中的单一溶液或几种的混合盐溶液为活性组分的来源制备负载型金属催化剂，在釜式反应中，反应后催化剂经过简单的过滤就可以再次重复利用，并且催化剂重复使用多次后仍能保持较高的活性。采用尿素水解法制备的负载型金属催化剂活性中心分散度高，结晶度好。与浸渍法或者共沉法相比，所制备的催化剂催化效率更高，稳定性更好。

技术领域

本发明涉及一种合成碳酸甲乙酯方法，特别是涉及一种均相沉积固体碱催化剂合成碳酸甲乙酯方法。

背景技术

碳酸甲乙酯(ethylmethyl carbonate简称EMC),分子式C₄H₈O₃，分子量为104.1，无色透明液体，略有刺激性气味。熔点-55℃，沸点109℃，不溶于水，溶于醇、醚等有机溶剂，是一种不对称碳酸酯。由于同时含有甲基和乙基兼有碳酸二甲酯、碳酸二乙酯的特性，EMC也是特种香料和中间体的溶剂，用途十分广泛。碳酸甲乙酯可以作为一种很好的锂离子电池的电解质，EMC介电常数大，粘度小，对锂盐溶解性强，具有良好的低温使用性能，EMC用作锂离子电池电解质的溶剂,能够显著提高锂离子传导的离子电导率，提高电池的能量密度和放电容量,能够使电池的寿命延长，安全性能题高，因而EMC电解液在锂离子电池电解液行业中具有不可替代的优势。

目前EMC的合成方法主要有三种：光气法、氧化羰基化法和酯交换法。光气氯甲酸甲酯具有剧毒且中间产物具有强腐蚀性，副产品对环境污染严重，因此该方法已经被淘汰。氧化羰基化法产物碳酸甲乙酯选择性低，催化剂价格昂贵且产物中含有多种碳酸酯和醇类的混合物，产品的分离提纯困难。碳酸二甲酯（DMC）和乙醇或者DMC与碳酸二乙酯（DEC）交换法工艺简单，产品EMC纯度高。

在文献报道以MgO、La₂O₃、ZnO和CeO₂等作为催化剂，103℃条件下经过4h反应，催化DMC和DEC反应制备EMC，得到的EMC为44.2%，催化效率较低。

专利CN101357889报道以三氯化铝、三氯化铁、四氯化钛、氯化锌等路易斯酸为催化剂，在常压，150℃条件下，反应5h，催化DMC和DEC反应制备EMC，EMC收率可以达到 55%，并通过常压蒸馏，得到了纯度99.5%以上的EMC。虽然其所用催化剂可以重复回收利用， 但由于其催化剂为氯化物型的路易斯酸，分离困难，另一方面含氯催化剂的使用会导致有机氯杂质混入产物，为其后期纯化制备电池电解液级的产品带来困难。

CN1394847A中公开负载于氧化铝上的负载型金属氧化物，包括SnO₂/Al₂O₃，Ga₂O₃/Al₂O₃，MoO₃Al₂O₃，ZrO₂/Al₂O₃， TiO₂/Al₂O₃和V₂O₅/Al₂O，在常压、104℃下反应10h，EMC最高收率为43.6％，该专利中催化剂的质量占反应原料总重的8.4%，催化剂用量大较大且产物收率不高。

JP2000281630中以镧、錒、钪、钇等金属氧化物作为催化剂，虽然该种催化剂可重复回收使用且不易失活，但其要求原料中盐的总含量小于10ppm，无机盐的含量在1ppm以下，对原料的要求过高。