[发明专利]一种二甲醚羰基化生产乙酸甲酯的方法

说明书

本申请公开了一种二甲醚羰基化生产乙酸甲酯的方法，所述方法包括：将二甲醚和含有一氧化碳的原料气通过装有固体酸催化剂的反应器，反应，生产乙酸甲酯；其中，所述一氧化碳和二甲醚的摩尔比为0.05:1～0.5:1。所述方法具有一氧化碳和二甲醚摩尔比例低、一氧化碳转化率高、气体循环量小、操作成本低等优点。

技术领域

本申请涉及一种二甲醚羰基化生产乙酸甲酯的方法，属于催化领域。

背景技术

随着现代工业的迅速发展，能源供需矛盾日趋突出。我国作为能源消费大国，同时又是能源短缺大国，迫切需要寻找可替代能源。乙醇作为一种清洁能源，具有很好的互溶性，可以作为调合组分掺混到汽油中，部分地替代汽油，并提高汽油的辛烷值及含氧量，有效促进汽油的充分燃烧，减少汽车尾气中一氧化碳、烃类的排放量。乙醇作为车用燃料的部分替代品，可使我国的车用燃料呈现多元化的结构特征。目前我国主要以粮食，尤其是玉米为原料发展燃料乙醇，已成为仅次于巴西、美国的第三大燃料乙醇生产和消费国，但根据我国国情，以粮食为原料进行乙醇生产存在诸多的不利因素，未来我国燃料乙醇发展更多的是非粮食路线。

从煤炭资源出发，经合成气生产乙醇是我国新型煤化工产业发展的一个重要方向，具有广阔的市场前景。这对煤炭资源清洁利用，缓解石油资源紧缺的矛盾，提高我国能源安全，具有重要的战略意义和深远影响。目前，煤制乙醇的工艺路线主要有：(1)合成气直接制乙醇，但需贵金属铑催化剂，催化剂的成本较高并且铑的产量有限；(2)合成气经醋酸加氢制乙醇，合成气先经甲醇液相羰基化制乙酸，进而加氢合成乙醇。此路线工艺成熟，但设备需要抗腐蚀的特种合金，成本较高；(3)合成气经二甲醚羰基化制乙醇，合成气先经二甲醚羰基化反应制得乙酸甲酯，进一步加氢生产乙醇。该工艺路线涉及到的二甲醚羰基化反应以及乙酸甲酯加氢反应分别采用固体酸性分子筛催化剂以及铜基催化剂，均为非贵金属催化剂，廉价易得，且反应条件温和，羰基化和加氢过程不存在乙酸腐蚀问题，大大降低了工艺成本和设备成本，目标产物选择性很高，是一种新颖的煤制乙醇新路线，具有良好的市场前景。

二甲醚羰基化反应是合成气经二甲醚羰基化制乙醇路线的核心反应。在二甲醚羰基化的研究中，一氧化碳和二甲醚的比例均比较高。专利US20070238897A1披露了醚类羰基化催化剂及其在二甲醚羰基化反应中应用，在应用实施过程中一氧化碳和二甲醚的比例为46.5：1，且催化剂快速失活；专利CN101613274A报道了一种利用吡啶类有机胺改性丝光沸石分子筛及其在二甲醚羰基化反应中的应用，在其吡啶修饰改性催化剂的应用过程中一氧化碳和二甲醚的比例为10：1，二甲醚转化率为30％，一氧化碳转化率约为3％。在工业应用过程中，一氧化碳和二甲醚比例过高，大量的一氧化碳不能得到转化利用。过量的一氧化碳经气体分离后需要循环使用。气体的分离、压缩、循环势必导致能耗高，操作成本高。

发明内容

根据本申请的一个方面，提供了一种二甲醚羰基化生产乙酸甲酯的方法，该方法具有一氧化碳和二甲醚摩尔比例低、一氧化碳转化率高、气体循环量小、操作成本低等优点。

所述二甲醚羰基化生产乙酸甲酯的方法，其特征在于，所述方法包括：将二甲醚和含有一氧化碳的原料气通过装有固体酸催化剂的反应器，反应，生产乙酸甲酯；

其中，所述一氧化碳和二甲醚的摩尔比为0.05:1～0.5:1。

可选地，所述一氧化碳和二甲醚的摩尔比上限选自0.06:1、0.08:1、0.1:1、0.12:1、0.15:1、0.18:1、0.2:1、0.25:1、0.3:1、0.35:1、0.4:1、0.45:1、0.48:1、0.498:1或0.5:1；下限选自0.05、0.06:1、0.08:1、0.1:1、0.12:1、0.15:1、0.18:1、0.2:1、0.25:1、0.3:1、0.35:1、0.4:1、0.45:1、0.48:1或0.498:1。

可选地，所述一氧化碳和二甲醚的摩尔比为0.08:1～0.5:1。