羰基合成丁醛的均相催化體系及其制備和應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種羰基合成丁醛的均相催化體系及其制備和應(yīng)用。該羰基合成丁醛的均相催化體系，該催化體系包括溶劑、催化活性組分、助催化劑、助劑A和助劑B，其中，溶劑為丁醛，催化活性組分為銠鹽，助催化劑為三苯基膦，助劑A為具有如下結(jié)構(gòu)的膦雜苯配體中的一種或其組合：?式中，R為三甲基硅烷基，苯基或叔丁基；助劑B為具有如下結(jié)構(gòu)的氮雜環(huán)卡賓配體：中Ar=2,4,6-三甲基苯基。本發(fā)明的均相催化體系，在高溫工況下的穩(wěn)定性提高，可適用于更廣的操作范圍，有利于生產(chǎn)工藝的調(diào)整和優(yōu)化，并且提高了反應(yīng)的選擇性，減少副反應(yīng)的發(fā)生，提高原料的利用率，降低單位產(chǎn)品原料消耗。
【專利說(shuō)明】羰基合成丁醛的均相催化體系及其制備和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種羰基合成丁醛的均相催化體系及其制備和應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]正丁醛和異丁醛是一種基礎(chǔ)化工原料，正丁醛主要用作樹(shù)脂、塑料增塑劑，硫化促進(jìn)劑，殺蟲(chóng)劑等的中間體，同時(shí)是合成丁醇和辛醇的原料；異丁醛是合成泛酸、纈氨酸、亮氨酸、纖維素酯、香料、增塑劑、樹(shù)脂及汽油添加劑的基礎(chǔ)原料，用途廣泛。
[0003]目前工業(yè)上生產(chǎn)丁醛普遍使用羰基合成法是由DAVY/D0W (原Kvaerner/UCC)聯(lián)合開(kāi)發(fā)了第二代低壓銠法羰基合成工藝一一液相循環(huán)工藝。采用的催化劑是配位體三苯基膦的銠膦絡(luò)合物。該技術(shù)要求原料丙烯及合成氣在催化劑作用下，控制反應(yīng)條件85~110°C，1.6~1.8MPa，丙烯轉(zhuǎn)化率為91~93%，產(chǎn)物正異構(gòu)比為10~7。
[0004]G.Wilkinson等曾對(duì)催化劑活性結(jié)構(gòu)進(jìn)行了廣泛的研究，結(jié)構(gòu)表明絡(luò)合物之間的相互轉(zhuǎn)換和相互作用原理相當(dāng)復(fù)雜，改性催化劑反應(yīng)過(guò)程中，催化劑的活性物種為一組三苯基膦羰基銠絡(luò)合物。但由于飽和配位的HRh(CO) (TPP)3能穩(wěn)定存在，研究人員習(xí)慣性將改性銠催化劑的活性結(jié)構(gòu)表示為HRh(CO) (TPP) 3。
[0005]HRh(CO) (TPP)3常溫下為黃色晶體，為飽和配位，其結(jié)構(gòu)為三角雙錐體。而HRh(CO)2(TPP)和HRh(CO) (TPP)2均為不飽和配位，不能穩(wěn)定存在，其在溶液中成平面四方形結(jié)構(gòu)，性質(zhì)非?；顫姟Ｄ壳肮J(rèn)的反應(yīng)機(jī)理是由G.Wilkinson提出的締合機(jī)理、TPP解離機(jī)理和A.0swald提出的CO解離機(jī)理。
[0006]在反應(yīng)過(guò)程中起活性作用的是一組催化劑的復(fù)合物，這是催化母體(ROPAC)在含
有過(guò)量的三苯基膦(TPP)的溶劑中，在反應(yīng)條件下，與一氧化碳及氫氣接觸時(shí)形成的一組
復(fù)合物，它的組成是TPP濃度及CO分壓的函數(shù)，TPP濃度增大下面反應(yīng)向左移，生成更多的
HRh (CO) (TPP) 3 ；C0分壓增大反應(yīng)向右移，生成更多的HRh (CO) 3 (TPP)，但下面三種化合物都
以不同的量同時(shí)平衡存在。
【權(quán)利要求】
1.一種羰基合成丁醛的均相催化體系，其特征在于，該催化體系包括溶劑、催化活性組分、助催化劑、助劑A和助劑B，所述溶劑為丁醛，所述催化活性組分為銠鹽，所述助催化劑為三苯基膦， 所述助劑A為具有如下結(jié)構(gòu)的膦雜苯配體中的一種或其組合:

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的羰基合成丁醛的均相催化體系，其特征在于，所述助劑A在催化體系中的濃度為1~ 5 wt %，所述助劑B在催化體系中的濃度為1~ 3 wt %。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的羰基合成丁醛的均相催化體系，其特征在于，所述催化活性組分銠鹽，以銠計(jì)，在催化體系中的濃度為10(T400 ppm ;所述助催化劑三苯基膦在催化體系中的濃度為5~20 wt %。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的羰基合成丁醛的均相催化體系，其特征在于，所述助劑A在催化體系中的濃度為3~4 wt %，所述助劑B在催化體系中的濃度為1~2 wt %。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的羰基合成丁醛的均相催化體系，其特征在于，所述催化活性組分銠鹽，以銠計(jì)，在催化體系中的濃度為30(T350 ppm ;所述助催化劑三苯基膦在催化體系中的濃度為8~15 wt %。
6.根據(jù)權(quán)利要求1~5任一項(xiàng)所述的催化體系，其特征在于，所述催化體系的溶劑為正丁醛與異丁醛的混合物，其中正丁醛與異丁醛的摩爾比為7:廣15:1。
7.根據(jù)權(quán)利要求1~5任一項(xiàng)所述的催化體系，其特征在于，所述銠鹽為銠派克。
8.權(quán)利要求1~7任一項(xiàng)所述的催化體系的制備方法，其特征在于，包括如下步驟:將銠鹽、三苯基膦、助劑A和助劑B溶于丁醛中。
9.權(quán)利要求1~7任一項(xiàng)所述的催化體系在羰基合成丁醛反應(yīng)中的應(yīng)用，其特征在于，丙烯與合成氣在所述催化體系的催化下反應(yīng)，反應(yīng)溫度為75~130°C，壓力為1.5^2.2MPa，其中合成氣是指H2 = CO體積比=1.01~ 1.04:1的混合氣。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的應(yīng)用，其特征在于，所述反應(yīng)溫度為80-100?。
【文檔編號(hào)】B01J31/24GK104001548SQ201410121643
【公開(kāi)日】2014年8月27日 申請(qǐng)日期:2014年3月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月28日
【發(fā)明者】常懷春, 包鵬飛, 李斌, 宋望一, 周霞, 李建蘭, 馮志花, 曲敬芳, 武華友, 康永清 申請(qǐng)人:山東華魯恒升化工股份有限公司