一种气相羰基化方法，供由包括低碳烷基醇、产生低碳烷基醇的化合物以及其混合物制备酯和羧酸。此方法包括在气相条件下，于羰基化反应器的羰基化区中，使该反应剂和一氧化碳同一种与固体载体材料结合的、具有有效催化量之铱和锡的催化剂接触。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种方法，以供使用包括有效催化量之铱和锡的固体载体催化剂，对低碳烷基醇、该醇的醚和酯衍生物和酯-醇混合物进行气相羰基化来制备酯和羧酸。更具体地教导，本专利技术涉及一种方法，以供使用具有有效催化量、与活性碳结合之铱和锡的催化剂，对甲醇及/或甲醇产生源进行气相羰基化来制备乙酸和乙酸甲酯。
技术介绍
低级羧酸和酯，诸如乙酸和乙酸甲酯，被称为工业化学药品已有多年。乙酸用于各种中间和终端产品的制造。例如，一种重要的衍生物是乙烯基乙酸盐，它能用作各式各样聚合物的单体或共聚单体。乙酸本身在对苯二酸的生产中用作溶剂，它广泛地用于容器工业，而尤其用于PET饮料容器的形成。在羰基化低级烷基醇如甲醇以及醚至其相应羧酸以及酯之金属催化剂的使用中，已有相当多的研究活动。甲醇的羰基化是众所周知的反应，并且一般在有催化剂的液相中进行。Howard等人在“今日催化”(18(1993)325-354)中叙述了对这些工业方法和由单一碳源达到乙酰基形成的其它方法的详细评论。用甲醇制备乙酸的液相羰基化反应的进行通常使用均相催化剂体系，包括VIII族金属和碘或含碘化合物，如碘化氢及/或甲基碘。铑是最常见的VIII族金属催化剂，而甲基碘则是最常见的助催化剂。这些反应在水存在下进行，以防止催化剂的沉淀。例如，授与Garland等人的US专利5,510,524描述一种液相羰基化方法，通过使醇同液体反应混合物中的一氧化碳接触，由对烷基醇及/或反应性的衍生物进行羰基化来生产羧酸，液体反应混合物包括铱催化剂或铑催化剂、烷基卤、水和铼助催化剂。均相羰基化方法的缺点是需要自催化剂溶液中分离产物的额外步骤，并且总有催化剂的处理损失。催化剂中之金属的损失可归因于若干因素，诸如活性金属在管道和处理装置上的电解析出，从而使该金属无羰基化效用，以及由于催化剂同产物之不完全分离的损失。金属成分的这些损失代价高，因为该金属本身非常昂贵。US专利5,144,068描述将锂掺杂到催化剂体系内，它允许在Rh-I均相方法中使用较少量的水。铱也是甲醇羰基化反应的活性催化剂，但在其他相同的条件下使用时，一般提供较之铑催化剂所提供的要低的反应速率。欧洲专利申请EP 0 752 406 A1教导，钌、锇、铼、锌、镉、汞、镓、铟或钨改进液相Ir-I催化剂体系的速率和稳定性。现在用来制备乙酸的均相羰基化方法，一般提供相对高的产率和选择性。但是，非均相催化剂却提供潜在的好处较容易的产物分离、较低成本的结构材料，易再循环以及甚至更高的速率。在US专利3,689,533中，Schultz披露于气相反应中使用载体的铑非均相催化剂，以供羰基化醇而生成羧酸。Schultz还披露卤化物助催化剂的存在。Schultz在US专利3,717,670中描述类似的结合有助催化剂的载体铑催化剂，助催化剂选自周期表的第IB、IIIB、IVB、VB、VIB、VIII族、镧系和锕系元素。Uhm在US专利5,488,143中描述使用碱、碱土或过渡金属，作为卤化物促进气相甲醇羰基化反应之载体铑催化剂的助催化剂。Pimblett在US专利5,258,549中教导，铑和镍于碳载体上的结合比每一金属本身更有活性。除使用铱作为均相醇羰基化催化剂外，Paulik等人在US专利3,772,380中，描述在气相卤素促进非均质醇羰基化法中使用于惰性载体上的铱作为催化剂。欧洲专利申请EP 0 120 631 A1和EP 0 461 802 A2描述使用特殊碳作为单一过渡金属成分羰基化催化剂的载体。欧洲专利申请EP 0 759 419 A1涉及一种醇及/或其反应性衍生物的羰基化方法。EP 0 759 419 A1披露一种包括第一羰基化反应器的羰基化方法，其中在均相催化剂体系存在下，于液相中使醇羰基化，而后把自这个第一反应器出来的气体同另外的醇混合，并注入含有载体催化剂的第二反应器。第一反应器中所利用的均相催化剂体系包括卤素成分以及选自铑和铱的VIII族金属。当此VIII族金属为铱时，该均相催化剂体系还可含有任选的共助催化剂，选自钌、锇、铼、镉、汞、锌、铟和镓。第二反应器中所用的载体催化剂包括VIII族金属，选自铱、铑和镍，以及一任选的在碳载体上的金属助催化剂。此任选金属助催化剂可为铁、镍、锂和钴。第二羰基化反应器区内的条件要使得在此第二反应器中存在混合的气相和液相。液相在第二反应器中存在不可避免地导致活性金属自载体催化剂中浸出，它又引起该催化剂活性显著的下降以及昂贵的活性催化剂成分的替换。该文献包括使用含铑沸石作为在1巴压力和有卤化物助催化剂存在下，气相醇羰基化催化剂的若干报导。Maneck等人在“今日催化”，3(1988)421-429中介绍了关于这类催化剂的最重要的参考文献。Gelin等人在“纯与应用化学”，Vol 60，No.8，(1988)1315-1320中，提供在卤化物助催化剂存在下使用含铑或铱沸石作为甲醇气相羰基化催化剂的实例。Krzywicki等人在“分子催化杂志”，6(1979)431-440中，描述在卤化物促进甲醇气相羰基化中使用硅石、矾土、硅石-矾土和二氧化钛作为铑的载体，不过这些载体一般不如碳那样有效。Luft等人在US专利4,776,987以及有关内容中，描述使用化学地附着于各种载体上的螯合配体作为工具，以使VIII族金属与将醚或酯卤化物促进气相羰基化至羧酸酐的非均相催化剂相连。Evans等人在US专利5,185,462中，描述基于同附着在氧化物载体上之氮或磷配体相连的贵金属非均相卤化物促进气相甲醇羰基化催化剂。Panster等人在US专利4,845,163中，描述使用含铑有机聚硅氧烷-铵化合物作为醇卤化物促进液相羰基化的非均相催化剂。Drago等人在US专利4,417,077中，描述使用同单一阴离子形态过渡金属键合的阴离子交换树脂，作为一些羰基化反应的催化剂，包括甲醇的卤化物促进羰基化。尽管带载体的配体和阴离子交换树脂在液相羰基化反应中，一般可有某些固定金属的作用，但是在醇的气相羰基化中，使用带载体的配体和阴离子交换树脂较之使用碳作为活性金属成分的载体，并未提供好处。这些催化剂在升高的温度一般是不稳定的，使它们很不适合于气相方法。作为一种卤化物促进甲醇气相羰基化的非均相催化剂，已对活性炭上的镍作了研究，并且当将氢加入原料混合物时观测到速率的增加。Fujimoto等人在“化学通信”(1987)895-893和“催化杂志”，133(1992)370-382以及包括在其内的参考文献中，提供了有关碳上的镍催化剂体系的参考文献。Liu等人在“化学工业工程评论”(33(1994)488-492)中报导，锡提高碳上的镍催化剂的活性。Mueller等人在US专利4,918,218中披露，将钯和任选地铜加入卤化物促进甲醇羰基化的碳载镍催化剂。总的来说，如在相同的条件下操作，镍基催化剂所达到的反应速率要比类似的基于铑催化剂所达到的低。Fujimoto等人在“催化通信”2(1989)145-148中已报导，载在碳上的其它单个金属在卤化物促进甲醇气相羰基化中具有有限的活性。这些金属最活泼的是Sn。Sn之后按活性下降的顺序为Pb、Mn、Mo、Cu、Cd、Cr、Re、V、Se、W、Ge和Ga。这些其它单个金属催化剂无一本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种由包括低碳烷基醇、产生低碳烷基醇的成分以及其混物之反应剂，生产酯和羧酸的气相羰基化方法，该方法包括在气相条件下使此反应剂和一氧化碳于羰基化反应器的羰基化区内同催化剂接触，而其中该催化剂包括同一固体载体材料结合的有效催化量的铱和锡。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：JR策勒，AH辛莱顿，GC图斯丁，DL卡弗，
申请(专利权)人：伊斯曼化学公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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