25]为了用于生产乙酸甲酯和/或乙酸的羰基化方法中,该M0R沸石优选以酸形式(H-形式)使用或以负载金属的形式使用,其中沸石已经与一种或多种金属如铜,银,金,镍,铱, 铑,铂,钯或钴进行离子交换或另外负载一种或多种金属如铜,银,金,镍,铱,铑,铂,钯或 钻。
[0026]在M0R沸石上的金属负载量可以作为多少克的金属原子/每克的在沸石中铝原子, 按照金属的负载份额来表达。金属载量也可以通过下面关系式被表达为相对于在M0R沸石 中铝而言的摩尔百分数负载量: mol%金属=(克的金属原子/克的铝原子)X 100 因此,例如,0.55克的铜原子/每克的在M0R沸石中铝原子的一种负载量折合成相对于 在沸石中铝原子而言的55 mol%负载量的铜。
[0027] 适宜地,金属负载量可以是相对于铝而言的1-200 mol%,例如5-120 mol%,如5-110 mol%〇
[0028] M0R沸石框架,除硅和铝原子之外,还可含有附加的三价元素,如硼,镓和/或铁。 [0029]当M0R沸石含有至少一种或多种三价框架元素时,在沸石上的金属负载量可以作 为多少克的金属原子/每克的在沸石中总三价元素原子,按照金属的负载份额来表达。金属 载量也可以通过下式被表达为相对于在沸石中总三价元素而言的摩尔百分数负载量: mol%金属=(克的金属原子/克的总三价元素原子)X 100。
[0030] M0R沸石框架(framework),除硅和铝原子之外,还可含有附加的四价元素,如锗和 锡。
[0031] 如果羰基化反应基本上在无水的条件下进行,则优选的是该M0R沸石在使用之前 被干燥。沸石可以例如通过加热至400-500 °C的温度而被干燥。
[0032]适宜地,在即将用于羰基化反应中之前,通过将M0R沸石在升高的温度下在流动的 氮气,一氧化碳,氢气或它们的混合物中加热至少一个小时来活化该M0R沸石。
[0033]当二甲醚或碳酸二甲基酯用作可羰基化反应物时,该羰基化方法是通过让二甲醚 或碳酸二甲基酯,一氧化碳和如果使用的话氢气穿过维持在所需温度(如在150-350°C,如 250-350°C范围内)的M0R沸石催化剂的固定床或流化床来进行。该方法典型地在基本上无 水条件下(即在气态原料中低于2.5wt%水)和在1-100巴的范围内的总反应压力和在500-40,000 1Γ1范围内的气体时空速度下进行。
[0034]当可羰基化反应物是二甲醚或碳酸二甲基酯时,羰基化反应的主要产物是乙酸甲 酯,但是也可形成一些乙酸。
[0035]当甲醇用作可羰基化反应物时,该羰基化方法典型地通过让甲醇、一氧化碳和如 果使用的话氢气穿过维持在所需温度(如在250-400°C,如275-350°C范围内)的M0R沸石催 化剂如丝光沸石的固定床或流化床来进行。该方法典型地在1-100巴的范围内的总反应压 力下进行。
[0036]当可羰基化反应物是甲醇时,羰基化反应的主要产物是乙酸,但是也可存在一些 乙酸甲酯,这取决于甲醇的转化率。
[0037] 用于该羰基化方法中的一氧化碳可以是基本上纯的一氧化碳,例如典型地由工业 气体的供应商提供的一氧化碳,或它可含有不干涉甲醇转化至乙酸或不干涉二甲醚或碳酸 二甲基酯转化至乙酸甲酯的杂质如氮气,氦气,氩气,甲烷和/或二氧化碳。
[0038] 在氢气的存在下进行羰基化方法,因此该一氧化碳原料可以含有氢气。氢气和一 氧化碳的混合物在商业上通过烃类的蒸汽重整和通过烃类的部分氧化来生产。此类混合物 通常被称为合成气。合成气主要包括一氧化碳和氢气,但是也可含有少量的二氧化碳。一氧 化碳:氢气的摩尔比率可以在1 : 3-15 : 1范围内。一氧化碳与二甲醚或碳酸二甲基酯的 摩尔比率可以是在1 : 1-99 : 1范围内。一氧化碳与甲醇的摩尔比率适宜在1 : 1-60 : 1 范围内。
[0039] 该羰基化方法可以作为间歇方法或连续方法,优选作为连续方法,来进行。
【附图说明】
[0040] 图1描绘了对于乙酰基产品的STY(按g kg< 1Γ1)-与(versus)-使用各种平均粒 度的丝光沸石催化剂所进行的二甲醚的羰基化的运行时间(time on stream)(小时)之间 的关系。
[0041] 图2描绘了对于乙酰基产品的STY(按g Γ1 1Γ1)-与一使用类似晶体尺寸但不同 平均粒度的丝光沸石催化剂所进行的碳酸二甲基酯的羰基化的运行时间(小时)之间的关 系。
[0042]图3描绘了对于乙酰基产品的STY(按g kg^1 1Γ1)-与一使用不同晶体尺寸和粒度 的丝光沸石催化剂所进行的碳酸二甲基酯的羰基化的运行时间(小时)之间的关系。
[0043] 图4描绘了在实施例3中所用的丝光沸石的SEM显微照片。
[0044] 图5描绘了对乙酰基产物的选择性-与-使用不同晶体尺寸的丝光沸石所进行的甲 醇羰基化的运行时间的关系。
[0045] 图6描绘了甲醇转化率-与-使用不同晶体尺寸的丝光沸石所进行的甲醇羰基化的 运行时间的关系。
【具体实施方式】
[0046] 本发明现在通过下列实施例来说明。
[0047] 实施例1 d5〇粒度测j定 三种商购丝光沸石(铵形式),指定为A-C,中每一种的平均粒度d5Q通过使用 Mas ter sizer 2000激光衍射粒度分析仪(Malvern Instruments)来测定。至少50%的各丝光 沸石的晶体是在〇. 1-1.5微米范围内。各丝光沸石的淤浆是通过将20ml的去离子水和0. lg 的六偏磷酸钠添加到约lg的丝光沸石中来制备的。将足够的淤浆添加到约800ml的水中,使 得蓝色遮蔽条(blue obscuration bar)是在12%和20%之间。在水中的齡衆然后进行分析以 测定丝光沸石的平均粒度。结果示于表1中。
丝光沸石A、B和C的煅烧 在从丝光沸石A、B和C制备负载铜的丝光沸石之前,每一种的丝光沸石通过煅烧从其铵 形式转化成氢形式(H-形式)。该煅烧是通过将各丝光沸石在90°C下加热2小时,然后在110 °C下加热2小时和然后在500°C下加热3小时来进行的。所生产的H-丝光沸石然后在空气中 冷却,用液压机(12吨)压制,用臼和研棒进行研磨,然后过筛得到250-500微米的粒度级分 的粒料。
[0049] 铜丝光沸石催化剂A、B和C的制备 称量80 g的H-丝光沸石与14.29 g的硝酸铜(II)半五水合物(98% ACS)和搅拌棒一起 加入到500 ml圆底烧瓶中。将足够的去离子水(大约100 mL)添加到该烧瓶中获得稠厚的淤 浆。烧瓶的顶部宽松地覆盖,然后搅拌一夜。该铜丝光沸石然后通过使用旋转蒸发器在减压 下干燥,之后在90 °C的烘箱中干燥12小时。铜丝光沸石然后在马夫烘箱(烘箱体积=18L) 中在空气的静态气氛中通过使用下列温度程序来煅烧。以约3°C/分钟的升温速率将温度从 室温提高到90°C,然后在该温度下保持2小时。以约1°C/分钟的升温速率将温度从90°C提高 至lJll〇°C,然后在该温度下保持2小时。以约5°C/分钟的升温速率将温度从110°C提高到500 °C,然后在该温度下保持6小时,之后冷却至室温。铜丝光沸石通过使用Specac压机在33 mm 的模具中在12吨的压力下被压实,然后破碎和过筛得到250-500微米的粒度级分的粒料。该 丝光沸石具有约55 mol%的铜负载量,相对于在丝光沸石中所含的铝量。从丝光沸石A、B和C 制备的铜丝光沸石分别被称作催化剂A、B和C。
[0050] 二甲醚的羰基化 按照以下所述,催化剂A、B和C中的每一种用来催化二甲醚的羰基化。顶部用lml玻璃珠 覆盖的含有2.0 ml催化剂的不锈钢反应器被安放在不锈钢U形管的下游段中。U形管的上游 段填充玻璃珠。在46.7 barg的压力和125 ml/min NTP(20°C和1大气压)的流速下的氦气气 氛中,以3°C/min的升温速度将催化剂从环境温度加热至100°C保持18小时。在48.4 vol% 一氧化碳,48.4 vol%氢气和3.2 vol%氦气的气体原料中在46.7 barg的压力和202 ml/min NTP(20°C,1大气压)的流速下,以3°C/min的升温速度将催化剂从100°C加热至300°C保持2 小时。液体二甲醚(B0C,>99.99%)然后以0.0185 mL/min的速率从高压注射栗(注射筒,在5 °(:下)被加入到反应器中到达在U形管的上游段之内的玻璃珠粒上,在珠粒上它发生蒸发并 且与气体原料混合,然后在该催化剂上通过。该反应器压力通过反应器下游的压力控制阀 来控制,反应器流出气体的温度被维持在至少150°C。该反应器流出气体跨越该压力控制阀 被减压至大气压力。该排出气体被冷却到60°C和穿过分离罐(knock-out pot)以捕获非挥 发性物质,之后排出气流被通入到质谱仪和气相色谱仪进行乙酰基产品分析。乙酰基产物 的空时收率(STY)是作为相当于所生产的乙酸甲酯和乙酸的总和的乙酸的摩尔当量重量来 计算的,表达为多少克的乙酸/每小...