专利名称：一种制备碳酸二甲酯联产乙二醇的催化方法
技术领域：
本发明涉及绿色、清洁催化技术领域，具体指一种复合催化剂催化下以环氧乙烷 和二氧化碳为原料经羰基化制备碳酸乙烯酯，环状碳酸乙烯酯与甲醇经酯交换反应制备碳 酸二甲酯并联产乙二醇的方法，并且催化剂可以循环再用。
背景技术：
碳酸二甲酯是一种无毒、易生物降解，环境友好型的绿色基础化工原料，可作为溶 剂、汽油添加剂、锂离子电池电解液、双酚A聚碳酸酯的单体以及羰基化、甲基化和羰基甲 基化试剂，被广泛应用在化学化工领域。乙二醇是重要的有机化工原料，主要用于生产聚 酯。随着近年来我国聚酯行业的飞速发展以及汽车产销量扩大所带动的防冻液需求不断增 长，乙二醇消费量持续增加。乙二醇和碳酸二甲酯两种重要的化工品可以通过碳酸乙烯酯 和甲醇酯交换同时制得，近些年来，有关研究受到了越来越多的重视。目前已报道的羰基化催化剂有碱金属商化物、碱土金属商化物、有机碱、季铵盐、 咪唑盐、固体碱(如金属氧化物)，过渡金属配合物、四齿席夫碱金属配合物、冠醚、分子筛 等等。已报道的酯交换催化剂有碱金属氢氧化物、碱土金属碳酸盐、有机碱、季铵盐、季鳞 盐、咪唑四氟硼酸盐、固体碱(如金属氧化物)，交联树脂负载的三苯基膦、二氧化硅负载的 硅酸钠，离子交换树脂的季胺盐、壳聚糖负载的季胺盐等等。目前羰基化反应和酯交换反应 催化剂难兼容，往往需要分离中间碳酸乙烯酯。本发明旨在提供一种高效复合催化剂，可同 时催化环氧乙烷和二氧化碳的羰基化反应和碳酸乙烯酯与甲醇的酯交换反应，并且复合后 催化活性高于其单组分。
发明内容
本发明研究在较温和的条件下，高效、高选择性地实现由环氧乙烷、二氧化碳和甲 醇为原料通过复合催化制备碳酸二甲酯和乙二醇的方法。其特征在于该方法包括以下两个 步骤(a)将咪唑类离子液体或者碱金属碘化物作为Catl与碱金属碳酸盐Cat 2组成的 复合催化剂，催化环氧乙烷和CO2反应生成碳酸乙烯酯的羰基化步骤，反应式如下
权利要求
1.一种制备碳酸二甲酯联产乙二醇的催化方法，其特征在于该方法包括以下两个步骤(a)将咪唑类离子液体或碱金属碘化物作为Catl与碱金属碳酸盐Cat2组成复合催化剂，催化环氧乙烷和(X)2反应生成碳酸乙烯酯的羰基化步骤，反应式如下
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于羰基化步骤(a)所需的反应压力为 0. Ι-lOMPa，反应温度为373-473K，反应时间为0. 5-6小时。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于酯交换步骤(b)所需的反应温度为 333-433K，反应时间为0.5-4小时，碳酸乙烯酯和甲醇摩尔比为1 4-1 32。
4.根据权利要求1所述的方法，咪唑类离子液体的结构选自下述(1)和(2)中的一种。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于碱金属碘化物选自碘化钾、碘化钠和碘化 锂中的一种，碱金属碳酸盐选自碳酸钾、碳酸锂和碳酸钠中的一种。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于复合催化剂用量低于环氧乙烷摩尔数的 10%。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于Catl与Cat2的摩尔配比为6 1-1 1。
全文摘要
本发明涉及一种制备碳酸二甲酯联产乙二醇的催化方法，其特征是以环氧乙烷和二氧化碳为原料在复合催化剂催化下生成碳酸乙烯酯，复合催化剂和环状碳酸酯不需要分离，进一步催化碳酸乙烯酯与甲醇反应制备碳酸二甲酯和乙二醇。该合成方法具有催化剂活性高，成本低，使用寿命长等特点。
文档编号B01J27/08GK102126956SQ20101056561
公开日2011年7月20日 申请日期2010年11月30日 优先权日2010年11月30日
发明者孙剑, 张增亮, 张锁江, 张香平, 成卫国, 王金泉 申请人:中国科学院过程工程研究所