ZrO2-Al2O3复合氧化物催化反应精馏合成碳酸二甲酯
2021-05-31陶宁徐亚津冯宇辰吕建华刘继东
化工进展 2021年5期
关键词:催化剂
陶宁,徐亚津,冯宇辰,吕建华,刘继东
(河北工业大学化工学院,天津300130)
碳酸二甲酯(DMC)是一种绿色的有机化学品,由于其优异的化学性质和无毒的特性,被广泛应用于高能电池、特种油漆、医疗生产用溶剂等领域[1-2]。此外,DMC还可以作为汽油或柴油的添加剂,是传统燃料添加剂甲基叔丁基醚(MTBE)的理想替代品[3]。在传统生产DMC的工艺中,甲醇氧化羰基化法、光气化法等存在毒性大、污染严重、有副产物生成等缺点[4-5]。而碳酸丙烯酯(PC)与甲醇酯交换合成DMC的生产路线,具有反应条件温和、产率高、经济性高、操作安全等优点,是近年来发展较快的合成方法[6-7]。但是由于此反应为可逆反应且反应平衡常数较低,传统的生产过程需要大量的物料再循环来提高反应转化率,由此导致较高的设备投资和运营成本,而反应精馏工艺可以及时地从反应体系中分离出反应产物,从而大幅度提高反应物的转化率[8-10]。因此,采用反应精馏工艺合成DMC成为研究开发的主要方向。
目前普遍应用于此反应体系的催化剂是甲醇钠均相催化剂,尽管其催化性能良好,但是在后续产品的分离提纯及催化剂的回收利用、副产物的后处理方面存在能耗高、环境不友好等难题[11]。因此,关于该反应的非均相催化剂的研究受到越来越多的关注。研究发现,金属氧化物CaO是理想的酯交换催化剂,这类催化剂具有相对较强的碱度,并且可以从碳酸钙、氢氧化钙等廉价原料获得,但是在酯交换过程中容易失活[12-13]。……
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