[發明專利]一種適用于乙醇脫水合成乙醚用復合固體酸催化劑及其制作方法

在審

• 申請號: 201510241779.0
• 申請日: 2015-05-13
• 公開（公告）號: CN104923266A
• 公開（公告）日: 2015-09-23
• 發明（設計）人: 俞奮玉;周章凱
• 申請（專利權）人: 安徽金邦醫藥化工有限公司
• 主分類號: B01J27/053
• 分類號: B01J27/053;C07C43/06;C07C41/09
• 代理公司: 安徽合肥華信知識產權代理有限公司 34112
• 代理人: 余成俊

技術領域

本發明涉及固體酸催化劑技術領域，具體涉及一種適用于乙醇脫水合成乙醚用復合固體酸催化劑及其制作方法。

背景技術

乙醚具有廣泛用途，化工方面主要用作油類、染料、生物堿、脂肪、樹脂、硝化纖維、碳氫化合物、亞麻油、松香脂、香料、非硫化橡膠等的優良溶劑；醫藥工業用作藥物生產的萃取劑和醫療上的麻醉劑；毛紡、棉紡工業用作油污潔凈劑；還可用于火藥工業制造無煙火藥，其制備方法工業上可在酸催化下，由乙醇失水制得。

目前在實際的化學生產工藝中生產乙醚大多數仍采用液體酸比如濃硫酸作為催化劑，雖然具有價廉、反應溫度低、轉化率高、反應活性高等優點，但存在對設備腐蝕嚴重、殘液及廢水對環境污染嚴重、操作條件苛刻、產品后處理比較困難、副產物多、選擇性差以及在工藝上難以實現連續生產等缺點，不能滿足當前環保和經濟發展的需要；現有技術中雖已有小部分企業采用固體酸催化劑氧化鋁或分子篩等，但存在易于溶脫、穩定性較差、壽命較短、易失活、酸強度分布寬、孔徑小、易積碳、催化劑的表面性質復雜等缺陷。若制備出無毒無害的復合固體酸催化劑，則上述諸多問題就可以得到解決，并且以固體酸代替液體酸作催化劑也是實現環境友好催化新工藝的一條重要途徑。

發明內容

本發明的目的就是提供一種適用于乙醇脫水合成乙醚用復合固體酸催化劑及其制作方法，以克服現有技術的不足。

本發明的目的是這樣實現的：

一種適用于乙醇脫水合成乙醚用復合固體酸催化劑，其特征在于，由下列重量份的原料制成：β-氧化鋁35-40、石英砂8-11、二氧化硅40-50、玻璃纖維14-18、碳納米管6-8、硫酸亞鐵1-3、聚氨酯乳液15-19、適量水。

所述的一種適用于乙醇脫水合成乙醚用復合固體酸催化劑的制備方法，其特征在于包括以下步驟：

（1）將硫酸亞鐵加水攪拌至完全溶解，加入石英砂浸泡10-12小時，研磨成漿，加入二氧化硅在高速攪拌下浸漬吸附2-4小時，置于不銹鋼反應釜中，?密封后于110℃水熱處理6h，抽濾、洗滌，于80℃下烘干，研磨備用；

（2）將玻璃纖維粉碎至200-300目，加入β-氧化鋁、聚氨酯乳液超聲波分散研磨3-5小時，200℃烘干；

（3）將步驟（1）、（2）物料混勻，加入其他剩余成分攪拌30-50分鐘，靜置1-5小時，160-180℃下微波干燥3小時研磨出料。

本發明有以下有益效果：本發明制備過程操作簡單、周期短、成本低，采用硫酸亞鐵水溶液對石英砂表面酸化處理后均勻負載到二氧化硅上，形成穩定的Fe-O-Si的共價結構，負載過程并未破壞SiO₂的結構且生成的復合物比表面積較大，同時添加玻璃纖維顆粒粘接在氧化鋁表面，提高了吸附性和強度，利用本發明制得的復合固體酸催化劑不積碳、酸性強、壽命長、可重復使用、環境友好。

具體實施方式

所述的一種適用于乙醇脫水合成乙醚用復合固體酸催化劑，其特征在于，由下列重量份的原料制成：β-氧化鋁37、石英砂9、二氧化硅46、玻璃纖維17、碳納米管7、硫酸亞鐵1、聚氨酯乳液16、適量水。

制作方法包括以下步驟：

（1）將硫酸亞鐵加水攪拌至完全溶解，加入石英砂浸泡10-12小時，研磨成漿，加入二氧化硅在高速攪拌下浸漬吸附2-4小時，置于不銹鋼反應釜中，?密封后于110℃水熱處理6h，抽濾、洗滌，于80℃下烘干，研磨備用；

（2）將玻璃纖維粉碎至200-300目，加入β-氧化鋁、聚氨酯乳液超聲波分散研磨3-5小時，200℃烘干；

（3）將步驟（1）、（2）物料混勻，加入其他剩余成分攪拌30-50分鐘，靜置1-5小時，160-180℃下微波干燥3小時研磨出料。

使用本發明生產的復合固體酸催化劑的技術參數指標如下：催化乙醇脫水制乙醚反應的乙醇轉化率為62.55%，乙醚選擇性接近100%。