[发明专利]一种用于碳酸二甲酯与醋酸苯酯合成碳酸二苯酯的催化剂的制备方法

说明书

一种用于碳酸二甲酯与醋酸苯酯合成碳酸二苯酯的催化剂及其制备方法，属于催化剂技术领域。该碳酸二苯酯催化剂是由SiO2与钛酸酯、有机酸苯酯、有机酸酐或有机酸一起溶解在甲苯等溶剂中，再加入蒸馏水，使钛酸酯发生水解反应，生成的二氧化钛沉积到氧化硅上，形成TiO2/SiO2载体；同时，有机酸根复合到TiO2上而形成TiO2‑‑有机酸根/SiO2，制得SiO2负载的TiO2‑有机酸复合体，复合体经洗涤、干燥和焙烧后成为所需的催化剂。该催化剂与反应产物容易分离，可简化碳酸二甲酯的生产过程，降低设备投资和生产费用，提高过程的效益。

技术领域

本发明涉及一种用于碳酸二甲酯与醋酸苯酯合成碳酸二苯酯的催化剂及其制备方法，属于催化剂和催化技术领域。

背景技术

碳酸二苯酯（DPC）是一种非常优异的化工原料，其苯环上的氢原子可以发生取代、硝化、磺化、卤化等反应制取多种多样的化合物，由DPC合成的聚碳酸酯具有很好的透明性、抗冲击性能，阻燃性优良，其性能在六大通用工程塑料中位于首位，用作高级绝缘、电子电器、机械零配件、建筑、光学等材料，在工程塑料中的消费量仅次于聚酰胺。 目前国际上聚碳酸酯的年需求量约400-500 万吨，且以较快的的速度增长。我国聚碳酸酯基本依赖进口，进口量占国内总消费量的80% 以上。

合成DPC的方法有传统的光气合成法、苯酚和CO氧化羰基化法、酯交换法。光气合成法因光气剧毒且腐蚀性大，逐渐地被淘汰。苯酚氧化羰基化法由苯酚和CO直接氧化羰基化合成碳酸二苯酯，使用贵金属催化剂，价格昂贵，催化剂活性不高，选择性差，副产物多，催化剂分离再生困难，因而受到限制。酯交换法有苯酚与碳酸二甲酯（DMC）酯交换催化合成法，乙酸苯酯（PA）与DMC酯交换催化合成法。苯酚与DMC酯交换合成法是国内研究较多的方法，分两步进行。首先，苯酚与DMC酯交换生成甲基苯基碳酸酯（MPC），然后MPC经歧化反应生成DPC。第一步，苯酚与DMC酯交换反应的平衡常数很小，产物收率低，副产物甲醇与原料DMC形成共沸物，分离困难。PA与DMC酯交换合成DPC的研究尚少，交换过程的反应式如下：

CH₃COOPh + (CH₃)CO₃ → Ph CH₃ CO₃ + CH₃COOCH₃ （1）

CH₃COOPh + Ph (CH₃ )CO₃ → (Ph)₂CO₃ + CH₃COOCH₃ （2））

2 CH₃COOPh → Ph₂CO₃ + (CH₃)₂CO₃ （3）

注：Ph=苯基C6H5-

在上述三个反应式中，式（1）和式（2））是串联反应，即PA与DMC酯交换生成中间产物MPC和副产物乙酸甲酯，然后MPC和PA酯进一步交换生成DPC。 式（3）则是MPC的歧化生成DPC反应。整个反应过程的主要副产物为乙酸甲酯，其沸点低（57.8 ℃），不与DMC生成共沸物，与产物及未反应的碳酸二甲酯容易分离。乙酸甲酯可再与CO羰基化转化为乙酐，进一步和苯酚反应转化成原料乙酸苯酯，实现原料的充分利用。这是一条真正的绿色清洁化学生产工艺路线。