[發明專利]一種用于烯醛一步法合成異戊二烯的催化劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201610161038.6
• 申請日: 2016-03-21
• 公開（公告）號: CN105749940B
• 公開（公告）日: 2018-07-27
• 發明（設計）人: 白晨曦;張夢輝;張學全;張春雨
• 申請（專利權）人: 中國科學院長春應用化學研究所
• 主分類號: B01J27/195
• 分類號: B01J27/195;C07C11/18;C07C2/88
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 趙青朵

本發明提供了一種用于烯醛一步法合成異戊二烯的催化劑，化學式為：Nb_mP_nCa_aB_b/M；其中，m為0.03；n為1.58；a為0.0088～0.025；b為0.0033～0.08；M為載體。本發明制備的催化劑用于烯醛一步法合成異戊二烯時，能夠同時保證縮合反應兼具較高的轉化率和較高的選擇性。其次，與其他鈮磷催化劑相比，所制備的催化劑是采用浸漬法的負載型催化劑，大量減少了金屬鈮的用量，大幅降低成本。最后，與活性較為優異的鉻磷催化劑相比，避免了金屬鉻的使用，更加環保。

技術領域

本發明涉及催化劑技術領域，尤其涉及一種用于烯醛一步法合成異戊二烯的催化劑及其制備方法。

背景技術

隨著20世紀汽車工業、國防、農業等的迅猛發展，對橡膠的需求也日益增長，由于天然橡膠產量受到氣候等因素的制約，用合成橡膠替代天然橡膠資源成為必然趨勢。

其中，順-1,4-聚異戊二烯又稱合成天然橡膠，它有著與天然橡膠相同的分子結構，是性能最佳的合成橡膠之一，可以替代天然橡膠。因此合成順-1,4-聚異戊二烯的原料單體異戊二烯的資源開發也越來越重要。

現有技術中，異戊二烯主要通過烯醛縮合反應制得。烯醛縮合反應又分為兩步法和一步法。兩步法是甲醛和異丁烯在70～100℃條件下，首先反應生成4,4-二甲基-1,3-二氧六環，然后4,4-二甲基-1,3-二氧六環在250～280℃下裂解生成異戊二烯；一步法是以甲醛和異丁烯(或MTBE)為原料，在200～300℃條件下直接脫水縮合生成異戊二烯。由于一步法流程短，分離簡單，副反應少，產品質量高，因此，該工藝有良好的發展前景。

在一步法制備異戊二烯的過程中，反應的轉化率和選擇性對于產物的收率起著決定性作用。這就需要高效的催化劑來提高反應的轉化率和選擇性。然而目前的催化劑不能保證縮合反應同時具有較高的轉化率和較高的選擇性，以異丁烯為標準，反應轉化率達到10％以上，選擇性就很難達到75％以上，以甲醛為標準，反應轉化率達到75％以上，選擇性就很難達到60％以上。

甚至有的催化劑，在制備過程中需要使用的活性組分價格昂貴，用量大，限制了工業應用。

發明內容

有鑒于此，本發明要解決的技術問題在于提供一種用于烯醛一步法合成異戊二烯的催化劑及其制備方法，所制備的催化劑用于烯醛一步法合成異戊二烯時，同時具有較高的轉化率和選擇性。

本發明提供了一種用于烯醛一步法合成異戊二烯的催化劑，化學式為：

Nb_mP_nCa_aB_b/M；其中，

m為0.03；

n為1.58；

a為0.0088～0.025；

b為0.0033～0.08；

M為載體。

優選的，a為0.0088～0.02，b為0.033～0.066。

優選的，所述載體為二氧化硅、三氧化二鋁和分子篩中的任意一種或幾種。

本發明還提供了一種上述催化劑的制備方法，包括：

A)提供載體；

B)將含Nb化合物、Ca的磷酸鹽、磷酸和硼酸按比例配置溶液，并與所述載體混合、浸漬負載，得到負載活性組分的載體；

C)將步驟B)得到的負載活性組分的載體進行靜置、干燥、焙燒處理，得到催化劑。

優選的，所述步驟A)具體為：