[发明专利]制备氧化产物的方法和为此所用的催化剂

说明书

本申请是1998年11月13日提交的美国专利申请09/192，134的部分继续申请，而上述专利申请则是1998年1月29日提交的美国专利申请09/015，240的部分继续申请。

                        发明概述

技术领域

本发明部分地涉及使含一氧化碳和氢的原料例如合成气转化成氧化产物例如酯类，酸类，酸酐类及其混合物的方法，并涉及用于所述方法的催化剂。本发明还部分地涉及关于使醇，醚和/或醇醚原料转化成氧化产物例如酯类，酸类，酸酐类及其混合物的方法，并涉及用于所述方法的催化剂。

发明背景

已知羧酸酯类，酸类，酸酐类及其混合物可以由含有一氧化碳和氢气的原料制备，方法是在有熟知的醇转化催化剂存在的条件下，按照下述理论反应式：

首先形成醇，例如甲醇和相应的醚(例如甲醚)，然后在已知的羰基化催化剂存在的条件下，使醇和/或醚分别地转化成含有比初始的醇和醚多一个碳原子的酯类，酸类，酸酐类及其混合物，例如(理论上)：

或

或

已知的生产氧化产物(oxygenates)的二步催化法在U.S.5，189，203和U.S.5，286，900已作叙述。在这些专利所述的每一种方法中，由一氧化碳和氢产生的醇转化是在第一反应区进行的，在该区里，上述醇，和任选的相应的醚，均被精制成产物流，然后此产物流从该第一反应区转到第二反应区，在此反应区内，上述醇和醚通过羰基化反应转化成酯，酸，酸酐或其混合物。正如所公开的，进行各个反应所需的有效温度和压力的范围是不同的。具体地说，该醇合成反应器的温度和压力范围分别选自约150℃～约400℃和70～3000磅/英寸²，而该羰化反应器的温度和压力范围则分别选自约100℃～约500℃和约15～12000磅/英寸²。

已经公开了可利用铑催化剂由合成气生产出氧化产物。JA62/148437和JA 62/148438公开了在有经含硫化合物作了预处理的铑催化剂存在的条件下，由发生反应的合成气同时生成乙酸，乙醛和乙醇的方法。JA 61/178933公开了由合成气生产氧化产物的方法，其中该反应是合成气生产氧化产物的方法，其中该反应是在配备了例如钪，铱或碱土金属之类的金属促进剂并在铑催化剂存在的条件下进行的。JA01/294643公开了生产氧化化合物例如乙酸的方法，其中合成气是在有以二氧化硅基体为载体的铑催化剂存在的条件下发生反应的。

所引述的关于由合成气生产氧化产物的现行方法已采用了以下二种工艺流程之一：第一种工艺流程，其中采用两个单独的反应区，第一反应区生产醇，随后进行分离和净化，而第二反应区完成羰基化反应以生成氧化产物，其中该二区的温度和压力选自不同的范围；第二种工艺流程，其中采用铑催化剂来生产氧化产物和/或其混合物以及醛类和醇类，此处的铑催化剂是承载在基质上的或经特殊的化合物(例如含硫的化合物)处理过的或利用促进剂增强了的。第一种工艺流程效率低且资本密集，要求单独的反应区，醇净化和复杂的设备。该第二种工艺流程具有选择性差的缺点，从而导致一大批氧化产物，因为一种催化剂组分能用来催化二种反应。

已知的生产氧化产物的催化羰基化法在U.S.5，218，140和U.S.5，330，955中作了叙述。上述方法包括使一种或多种醇类，醚类和醇醚类发生羰基化作用转化成酯类和羧酸类。上述方法是在蒸气态下在有包含多金属氧酸盐负离子的固体催化剂存在的条件下进行的，其中该金属是取自能与8，9或10族(例如Fe，Ru，Os，Co，Rh，Ir，Ni，Pd和Pt)中至少一种的正离子相络合的5和6族(例如钼，钨，钒，铌，铬和钽)中的至少一种金属。