[發明專利]一種生產甲乙酮所用催化劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201711046740.9
• 申請日: 2017-10-31
• 公開（公告）號: CN107638888B
• 公開（公告）日: 2020-08-25
• 發明（設計）人: 李俊霞
• 申請（專利權）人: 臺州路豹鞋業有限公司
• 主分類號: B01J29/78
• 分類號: B01J29/78;B01J35/10;C07C45/52;C07C49/10
• 代理公司: 藍天知識產權代理(浙江)有限公司 33229
• 代理人: 劉穎

本發明公開了一種生產甲乙酮所用新型催化劑及其制備方法，以離子液體[膽堿][天冬氨酸]作為模板劑制備具有介孔結構的KIT?1分子篩，并將其作為催化劑載體，同時利用超臨界浸漬技術將元素V和Zn含負載到催化劑載體上，得到一種不易失活、水熱穩定性好、反應原料濃度適用范圍寬（5~100%）、2,3?丁二醇轉化率及甲乙酮選擇性獲得明顯提升的甲乙酮催化劑。

技術領域

本發明屬于甲乙酮的生產技術領域，涉及一種生產甲乙酮所用催化劑及其制備方法。

背景技術

甲乙酮是一種具有突出性能的有機溶劑，具有適中的沸點，突出的溶解能力和很好的干燥特性，良好的穩定性，以及揮發速度快、黏度低、毒性低等優點，是一種僅次于丙酮的酮類溶劑。甲乙酮可用作聚氨酯、硝化纖維素、丙烯酸樹脂、乙烯酸樹脂、酚醛樹脂、醇酸樹脂、油墨、磁帶、涂料、膠粘劑以及潤滑油脫蠟等高分子化合物的溶劑，是“三苯”溶劑最好的替代品。此外，甲乙酮在涂料、油墨、膠粘劑、磁帶、煉油、電子元件以及醫藥等工業領域具有十分廣泛的應用。目前，工業上甲乙酮的主要生產方法為正丁烯兩步法，但是其生產工藝路線流程復雜、操作困難且原料來源于不可再生資源。以生物發酵法制備的2 ,3-丁二醇作為原料，通過催化劑進行脫水制備甲乙酮的方法是一種極具優勢的生產工藝，其與傳統的正丁烯兩步法相比具有工藝短、設備簡單、投資少、生產成本低及操作便捷的特點。

黃和等首次在專利（申請號：200810122489 .4）中公開了采用ZSM-5或NaY分子篩催化2 ,3-丁二醇脫水制備甲乙酮，該催化劑具有不易失活、穩定性好等優點，2 ,3-丁二醇轉化率達到90 .5~100%，甲乙酮選擇性達到83 .7~91 .3%；張建安等人在專利（200910083730 .1）中采用分子篩型固體酸SO₄^2--Fe₂O₃-HZSM-5作為催化劑將10~90wt%濃度范圍內的2 ,3-丁二醇轉化為甲乙酮，其中2 ,3-丁二醇轉化率達到94.2 ~100%，甲乙酮選擇性達到70.1~94.2%。

上述制備工藝均具有流程簡單、反應條件溫和、環境友好、生產成本低等優勢，但是該催化劑適用的原料溶液濃度（10~90wt%）有待進一步拓展，同時催化劑本身需要進行改性以期原料液在獲得較高轉化率的同時進一步提高產物甲乙酮的選擇性。

發明內容

為了解決現有技術中存在的問題，本發明公開了一種生產甲乙酮所用催化劑及其制備方法，以離子液體[膽堿][天冬氨酸]作為模板劑制備具有介孔結構的KIT-1分子篩，并將其作為催化劑載體，同時利用超臨界浸漬技術將元素V和Zn含負載到催化劑載體上，得到一種不易失活、水熱穩定性好、反應原料濃度適用范圍寬（5~100%）、2 ,3-丁二醇轉化率及甲乙酮選擇性獲得明顯提升的甲乙酮催化劑。

本發明是通過如下技術方案實現的：

一方面，本發明公開了一種生產甲乙酮所用催化劑的制備方法，是通過如下步驟實現的：

1）載體的制備

先將鋁酸鈉和水加入燒杯中攪拌均勻，再加入[膽堿][天冬氨酸]離子液體繼續攪拌1h；然后向其中逐滴加入硅酸四乙酯并繼續攪拌2h，用氨水將其pH值調至10~12，得到混合物；將混合物轉移至聚四氟乙烯晶化釜中于130~160℃處理48-72h，經過濾、洗滌后在105℃下干燥12h，再于550℃下焙燒5h，得到KIT分子篩；

2）載體預處理

將KIT分子篩置于1mol/L的硝酸銨溶液中進行離子交換，操作條件是在60~80℃的條件下攪拌處理12~15h，隨后進行過濾、洗滌，并置于105℃的條件下干燥12h，最后在550^oC條件下焙燒5h，得到處理后的KIT分子篩；

3) 活性組分負載