[发明专利]通过二氧化碳与氢气反应制备甲酸的方法

权利要求书

1.一种制备甲酸的方法，其中二氧化碳(1)和氢气(2)在氢化反应器(I)中在以下物质的存在下反应：

-含有元素周期表8、9或10族元素的催化剂，

-每分子含有至少12个碳原子的叔胺，和

-含有一种或多种选自甲醇、乙醇、丙醇和丁醇的一元醇以及水的极性溶剂，

以形成作为中间体的甲酸/胺加合物，所述中间体随后进行热离解，其中叔胺具有比甲酸高出至少5℃的沸点，和

在氢化反应器(I)中的反应中形成两个液相，即主要含有极性溶剂并且其中甲酸/胺加合物以富集形式存在的下层相，以及主要含有叔胺并且其中催化剂以富集形式存在的上层相，

其中来自氢化反应器(I)的出料(3)的后处理是通过以下工艺步骤进行的：

1)在相分离容器(II)中分离来自氢化反应器(I)的两个液相，将上层相(4)从相分离容器(II)循环到氢化反应器(I)，并将下层相(5)从相分离容器(II)通入到萃取装置(III)，其中

2)在萃取装置(III)中用与氢化中所用相同的叔胺萃取催化剂残余物，并将负载催化剂的叔胺(6)循环到氢化反应器(I)，并将不含催化剂且负载有甲酸/胺加合物的极性溶剂料流(7)通入到蒸馏装置(IV)，其中

3)在蒸馏装置(IV)中作为顶部料流(8)分离出极性溶剂并将其循环到氢化反应器(I)，得到料流(9)，其中

4)将此料流(9)在相分离容器(V)中分离成主要含有叔胺的上层相和主要含有甲酸/胺加合物的下层相，其中

5)将来自相分离容器(IV)的下层相加入热离解装置(VI)，并在热离解装置(VI)中离解成纯甲酸(12)和含有叔胺的料流(11)，并将含有叔胺的料流(11)循环到相分离容器(V)，并且

将含有叔胺的料流(13)从相分离容器(V)输送入萃取装置(III)中，作为用于催化剂的选择性溶剂。

2.权利要求1的方法，其中使用通式(Ia)的胺作为叔胺，前提是叔胺按每分子计含有至少12个碳原子：

NR¹R²R³       (Ia)，

其中基团R¹至R³是相同或不同的，并且各自独立地是未支化或支化的、无环或环状的、脂族、脂环族或芳族的在每种情况下具有1-6个碳原子的基团，其中各碳原子也可以各自独立地被选自-O-和＞N-的杂基团取代，或者两个或所有三个基团也可以彼此连接形成在每种情况下含有至少四个原子的链。

3.权利要求2的方法，其中使用通式(Ia)的胺作为叔胺，其中基团R¹至R³独立地选自C₁-C₁₂烷基、C₅-C₈环烷基、苄基和苯基。

4.权利要求2的方法，其中使用通式(Ia)的饱和胺作为叔胺。

5.权利要求2的方法，其中使用通式(Ia)的胺作为叔胺，其中基团R¹至R³独立地选自C₅烷基和C₆烷基。

6.权利要求1-5中任一项的方法，其中甲醇和/或乙醇用作极性溶剂。

7.权利要求1-6中任一项的方法，其中极性溶剂含有至多50重量％的水。

8.权利要求1-7中任一项的方法，其中催化剂是均相催化剂。

9.权利要求8的方法，其中均相催化剂是金属-有机配合物，其含有元素周期表8、9或10族的元素和至少一个膦基团，所述膦基团具有至少一个未支化或支化的、无环或环状的具有1-12个碳原子的脂族基团，其中各个碳原子也能被＞P-取代。

10.权利要求1-9中任一项的方法，其中在氢化反应器(I)中的反应是在20-200℃范围内的温度和0.2-30MPa范围内的压力下进行。

11.权利要求10的方法，其中在氢化反应器(I)中和在相分离容器(II)中的压力是相同或大约相同的。

12.权利要求10的方法，其中在氢化反应器(I)中和在相分离容器(II)中的温度是相同或大约相同的。