[發(fā)明專利]一種用于合成丙烯酸甲酯的高穩(wěn)定性催化劑及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410456171.5
• 申請日: 2014-09-10
• 公開（公告）號: CN104275172A
• 公開（公告）日: 2015-01-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳曉金;孔國杰;梁鵬;張學嶺;吳維果
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇金聚合金材料有限公司
• 主分類號: B01J23/04
• 分類號: B01J23/04;B01J23/14;B01J23/10;C07C69/54;C07C67/343
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于化學工業(yè)的催化技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于合成丙烯酸甲酯的高穩(wěn)定性催化劑的制備方法。

背景技術(shù)

丙烯酸甲酯作為一種重要的化工原料，被用作有機合成中間體和合成高分子聚合物的單體。由丙烯酸甲酯合成的聚合物具有優(yōu)良的粘接性、彈性、耐水及耐熱性等，被廣泛應(yīng)用于涂料、紡織、制革、黏合劑、造紙、油漆、制藥及染料等行業(yè)，且國內(nèi)外需求量逐年遞增。

作為生產(chǎn)丙烯酸甲酯的原料之一的醋酸甲酯是醋酸、聚乙烯醇以及精對苯二甲酸的生產(chǎn)中帶來的大量副產(chǎn)物，目前的處理方式是隨反應(yīng)尾氣排入大氣或隨溶劑廢水排至污水處理裝置。將價格相對低廉的醋酸甲酯用于合成高附加值的丙烯酸甲酯是一種高效環(huán)保的利用途徑，符合我國廢物資源利用和環(huán)境保護的國情，同時具有豐厚的經(jīng)濟價值。

通過醋酸甲酯與甲醛反應(yīng)合成丙烯酸甲酯是典型的羥醛縮合反應(yīng)，原料之一的甲醛可以來自三聚甲醛、甲縮醛以及福爾馬林(甲醛的水溶液)。其中三聚甲醛和甲縮醛價格較昂貴，且在進入反應(yīng)器前需要采用較為復雜的工藝預先將其在高溫下分解為甲醛，對原料和工藝的投入成本增加使得生產(chǎn)效益降低。據(jù)研究表明，價格相對低廉的原料甲醛中含有大量的水，若被帶入到反應(yīng)器將導致活性組分顆粒發(fā)生遷移并長大，從而使催化劑的活性降低，這種現(xiàn)象造成催化劑不能用于長周期工業(yè)運轉(zhuǎn)。然而，即使采用無水的三聚甲醛或甲縮醛為原料，水對催化劑的影響仍無法避免，因為水也是羥醛縮合反應(yīng)的副產(chǎn)物。所以，無論采用何種原料，開發(fā)高水熱穩(wěn)定性、長壽命的工業(yè)催化劑都成為該領(lǐng)域發(fā)展的重要方向之一。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于解決傳統(tǒng)方法制備的催化劑活性易下降的技術(shù)難題，提供一種合成丙烯酸甲酯的高穩(wěn)定性催化劑的制備方法。

本催化劑以助劑與活性組分兩物種間特殊的相互作用為基礎(chǔ)，實現(xiàn)兩物種在分子尺度上的均勻混合，制得的催化劑活性組分均勻分散于載體基質(zhì)表面。

為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種用于合成丙烯酸甲酯的高穩(wěn)定性催化劑，其特征在于：所述催化劑的重量百分比組成為：活性組分Cs₂O：6-15wt％，氧化物助劑：1-5wt％，其余為氧化物載體的重量百分含量。

進一步的改進在于：所述的氧化物載體為二氧化硅、三氧化二鋁、硅酸鋁中的一種或幾種的混合物。

進一步的改進在于：所述的二氧化硅、三氧化二鋁、硅酸鋁均為采用溶膠-凝膠法自制的非結(jié)晶的無定型相化合物。

進一步的改進在于：載體硅酸鋁中三氧化二鋁與二氧化硅的質(zhì)量比為：1％-95％。

進一步的改進在于：載體的制備包括如下步驟：取載體的前驅(qū)體并用去離子水和少量無水乙醇的混合物進行溶解或稀釋，配成0.5-1.0mol/L的溶液。加入少量的乙二胺，調(diào)節(jié)pH值，水解一定時間即獲得溶膠，于60-100℃下干燥3-6小時，再在300-500℃下焙燒4-7小時，經(jīng)研磨獲得載體的粉末。

進一步的改進在于：所述的氧化物助劑為二氧化鋯、二氧化錫、二氧化鈰中的任意一種或幾種。

上述一種用于合成丙烯酸甲酯的高穩(wěn)定性催化劑的制備方法，采用分步浸漬法，具體步驟如下：

(1)取助劑的前驅(qū)體，用去離子水溶解制成助劑離子濃度為0.01-0.1mol/L的水溶液，稱取一定重量的載體粉末并浸入溶液中，常溫機械攪拌1-2小時，于80-120℃下干燥2-3小時，再在300-500℃下焙燒4-6小時，經(jīng)研磨即得助劑改性的載體。

(2)取活性組分的鹽，加去離子水溶解制成活性組分離子濃度為0.05-0.3mol/L的水溶液，稱取一定重量的改性載體并浸入溶液中，常溫機械攪拌1-2小時，于80-120℃下干燥2-3小時，再在300-500℃下焙燒4-6小時，即得所述的催化劑。

上述一種用于合成丙烯酸甲酯的高穩(wěn)定性催化劑的制備方法，其特征在于：采用共浸漬法，具體步驟為：

取助劑的前驅(qū)體和活性組分的鹽，加去離子水溶解分別制成助劑離子濃度為0.01-0.1mol/L和活性組分離子濃度為0.05-0.3mol/L的水溶液，將兩種溶液混合后浸入一定重量的載體粉末，常溫機械攪拌1-2小時，于80-120℃下干燥2-3小時，再在300-500℃下焙燒4-6小時，即得所述的催化劑。