目前的甲酸甲酯(MF)合成方法甲醇羰基化法,需使用價格較高的無水甲醇,還必須使用濃度高於80%的的高濃度CO,均相反應催化劑跟溶劑不好分離,水分和CO2 的存在會造成水煤氣變換副反應。降低甲酸甲酯生產成本,提高下遊產品鏈競爭力,目光集中在合成氣一步法合成甲酸甲酯上。
合成氣一步法生產甲酸甲酯的均相催化劑要求的反應條件比較苛刻,溫度和壓力均較高,合成氣轉化率很低。同時,產物中除甲醇和甲酸甲酯外,還有乙酸乙酯、甲酸乙酯、乙醇和丙酮等以及少量不可鑑別的物質。
合成氣一步法制甲酸甲酯反應途徑
合成氣一步法生產甲酸甲酯的關鍵是如何提高MF和甲醇產物的時空產率和MF的選擇性,這就要在催化劑上下功夫,銅系催化劑比較便宜、活性較高,由合成氣製備MF的選擇性相對較高,成為今後發展的主要方向。
以合成氣為原料一步直接合成甲酸甲酯工藝,純淨合成氣(H2/CO=2.0,S≦50ppb,O2≦0.1ppm,CO2≦0.1ppm)增壓至4.0-6.0MPa,經流量計計量後按一定流速進入漿態床反應器,在銅-固體鹼雙功能催化劑的作用下,催化合成甲酸甲酯,合成產物經氣液分離後,冷凝收集得到主產品甲酸甲酯,未轉化的合成氣經脫碳工序去除CO2後循環與新鮮合成氣匯合再次進入反應器進一步轉化,少量氣相產物作為馳放氣進行排放。合成氣直接合成MF與現有的甲醇羰基化法、酯化法相比相比,生產成本可望降低15%以上,且在能量利用上更合理。
催化劑反應性能
甲酸甲酯(MF)是一種重要的化工中間體,甲酸甲酯有很高的反應活性,象甲醇一樣被喻為萬能的中間體,可衍生出的反應50多個,可廣泛用於有機化工產品的合成中,可以生產甲酸、二甲基甲醯胺、醋酸甲酯、醋酐、碳酸二甲酯、乙二醇等;同時也是一種用途廣泛的低沸點溶劑,如用作硝化纖維素、醋酸纖維素溶劑等。利用甲酸甲酯替代CH3OH/CO與烯烴的加氫酯化反應合成醋,用甲酸甲酯替代CH3OH/CO還能解決 CO 的運輸和儲備問題,甲酸甲酯用來分離合成氣,從而為合成氣的儲存及運輸等提供了極大的方便。