[发明专利]通过使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，其包括如下步骤：

(a)使包含二氧化碳、氢气、至少一种包含至少一种选自周期表第8、9和10族的元素的催化剂、至少一种选自甲醇、乙醇、1-丙醇、2-丙醇、1-丁醇、2-丁醇、2-甲基-1-丙醇和水的极性溶剂以及至少一种通式(A1)的叔胺的反应混合物(Rg)

NR¹R²R³    (A1)

其中：

R¹、R²、R³彼此独立地各自为每种情况下具有1-16个碳原子的直链或支化、无环或环状脂族、芳脂族或芳族基团，其中各碳原子也可彼此独立地被选自-O-和>N-的杂基团取代，且两个或全部三个基团也可彼此连接以形成包含至少四个原子的链，

于氢化反应器中发生均相催化反应以在任选添加水之后获得包含如下组分的两相氢化混合物(H)：

上层相(U1)，其包含至少一种催化剂和至少一种叔胺(A1)，和

下层相(L1)，其包含至少一种极性溶剂、至少一种催化剂残留物以及至少一种通式(A2)的甲酸-胺加合物，

NR¹R²R³*x_iHCOOH  (A2)

其中：

x_i为0.4-5，且

R¹、R²、R³如上所定义，

(b)根据如下步骤之一对步骤(a)中所得的氢化混合物(H)进行后处理：

(b1)在第一相分离装置中将步骤(a)中所得的氢化混合物(H)相分离成上层相(U1)和下层相(L1)，或者

(b2)在萃取单元中借助包含所述至少一种叔胺(A1)的萃取剂从步骤(a)中所得的氢化混合物(H)中萃取至少一种催化剂以获得：

萃余液(R1)，其包含至少一种甲酸-胺加合物(A2)和至少一种极性溶剂，和

萃取液(E1)，其包含至少一种叔胺(A1)和至少一种催化剂，

或者

(b3)在第一相分离装置中将步骤(a)所得的氢化混合物(H)相分离成上层相(U1)和下层相(L1)，并在萃取单元中借助包含至少一种叔胺(A1)的萃取剂从下层相(L1)中萃取至少一种催化剂的残留物以获得：

萃余液(R2)，其包含至少一种甲酸-胺加合物(A2)和至少一种极性溶剂，和

萃取液(E2)，其包含至少一种叔胺(A1)和至少一种催化剂残留物，

(c)在第一蒸馏装置中从下层相(L1)、萃余液(R1)或萃余液(R2)中至少部分分离所述至少一种极性溶剂以获得：

馏出液(D1)，其包含至少一种极性溶剂并将其再循环至步骤(a)的氢化反应器中，和

两相塔底混合物(S1)，其包含：

上层相(U2)，其包含至少一种叔胺(A1)，和

下层相(L2)，其包含至少一种甲酸-胺加合物(A2)，

(d)任选在第二相分离装置中通过相分离对步骤(c)中所得的第一塔底混合物(S1)进行后处理以获得上层相(U2)和下层相(L2)，

(e)在热分解单元中使塔底混合物(S1)或任选的下层相(L2)中所含的至少一种甲酸-胺加合物(A2)分解以获得再循环至步骤(a)的氢化反应器中的至少一种叔胺(A1)和从热分解单元中排出的甲酸，

其中在紧临步骤(c)之前和/或在步骤(c)期间将至少一种抑制剂添加至下层相(L1)、萃余液(R1)或萃余液(R2)中，所述抑制剂选自不同于甲酸的羧酸、不同于甲酸衍生物的羧酸衍生物和氧化剂。

2.根据权利要求1的方法，其中根据步骤(b1)对步骤(a)中所得的氢化混合物(H)进一步进行后处理，且将第一上层相(U1)再循环至步骤(a)的氢化反应器中，并将下层相(L1)供入步骤(c)的第一蒸馏装置中。

3.根据权利要求1的方法，其中根据步骤(b2)对步骤(a)中所得的氢化混合物(H)进一步进行后处理，其中将在步骤(e)的热分解单元中获得的所述至少一种叔胺(A1)用作萃取剂，将萃取液(E1)再循环至步骤(a)的氢化反应器中，并将萃余液(R1)供入步骤(c)的第一蒸馏装置中。