[发明专利]一种碳酸二甲酯液相合成方法及相应的合成反应系统

权利要求书

1.一种碳酸二甲酯液相合成方法，其特征在于，以甲醇为液相原料，以CO和O₂作为气相原料，催化剂为液相无氯催化剂；

依次在n级相互串联的气升式反应器内依次进行n次反应，n为≥2的整数，然后在第n级气升式反应器导出气相产品混合物和液相产品混合物；

所述气相产品混合物依次经换热冷凝和气液两相分离后得到气相混合物和液相产物，所述气相混合物重新进入第一级气升式反应器继续参与反应；所述液相产物进入后续纯化处理；

所述液相产品混合物依次经蒸发和气液两相分离后得到液相混合物和气相产物；所述液相混合物重新进入第一级气升式反应器继续参与反应；所述气相产物与所述液相产物合并进行后续纯化处理；

所述液相无氯催化剂的制备方法，包括以下步骤：

步骤1：将氯化亚铜、氯化钴加入至N,N-二甲基甲酰胺中搅拌均匀，120℃-150℃反应1-2h，然后向反应液中加入乙酰丙酮，升温至150-160℃继续反应2-3h；

步骤2：将步骤1所得反应液降温至室温，然后加入去离子水析出沉淀，过滤收集沉淀，所得沉淀用去离子水洗涤、烘干得固体混合物；

步骤3：在惰性气体保护下，将步骤2所得固体混合物溶解于有机溶剂得混合液，混合液升温至50-60℃后加入络合剂，保持50-60℃反应1-2h后，将反应液浓缩、静置、过滤烘干得液相无氯催化剂；所述络合剂为联吡啶类、吡咯烷酮类或咪唑类，所述联吡啶类为2,2-联吡啶、4,4-联吡啶或2,4-联吡啶；所述吡咯烷酮类为N-甲基吡咯烷酮、乙烯基吡咯烷酮或2-吡咯烷酮；所述咪唑类为N-甲基咪唑、1-乙烯基咪唑或苯并咪唑。

2.如权利要求1所述的碳酸二甲酯液相合成方法，其特征在于，CO、甲醇和催化剂从第一级气升式反应器供入，O₂分别从每一气升式反应器供入。

3.如权利要求1所述的碳酸二甲酯液相合成方法，其特征在于，每一所述气升式反应器内的反应温度为100-150℃；

每一所述气升式反应器内的反应压力为1.0MPa-5.0MPa。

4.如权利要求3所述的碳酸二甲酯液相合成方法，其特征在于，每一所述气升式反应器内的反应温度为110-130℃；

每一所述气升式反应器内的反应压力为2.0MPa-3.0MPa。

5.如权利要求2所述的碳酸二甲酯液相合成方法，其特征在于，所述气相混合物与所述气相原料混合后重新进入第一级气升式反应器，混合后的气体中CO、O₂和CO₂的摩尔比为(50-99)：(0.5-15)：(0-30)；

所述液相原料中还包含DMC,所述液相混合物与所述液相原料混合后重新进入第一级气升式反应器，混合后的液相中甲醇、DMC和催化剂的质量比为(50-90)：(5-30)：(0.1-5)。

6.如权利要求1所述的碳酸二甲酯液相合成方法，其特征在于，所述气相产品混合物换热冷凝温度为30-40℃；所述液相产品混合物蒸发温度为80-150℃。

7.如权利要求1所述的碳酸二甲酯液相合成方法，其特征在于，步骤1中，氯化亚铜和氯化钴的质量比为(1-20)：1，乙酰丙酮的质量为氯化亚铜和氯化钴的质量总和。

8.如权利要求7所述的碳酸二甲酯液相合成方法，其特征在于，步骤2中，所得沉淀用去离子水洗涤至洗涤液中氯离子含量低于1ppm。

9.如权利要求8所述的碳酸二甲酯液相合成方法，其特征在于，步骤3中，所述络合剂和固体混合物的质量比为(1-10)：1。