[發(fā)明專利]一種合成高級(jí)醇類催化劑及制備方法和應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711282354.X
• 申請(qǐng)日: 2017-12-07
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108043403B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-12-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李德寶;郭荷芹;賈麗濤;侯博;肖勇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院山西煤炭化學(xué)研究所
• 主分類號(hào): B01J23/72
• 分類號(hào): B01J23/72;B01J23/83;B01J35/10;B01J37/02;B01J37/08;B01J37/10;C07C29/34;C07C31/125
• 代理公司: 太原市科瑞達(dá)專利代理有限公司 14101
• 代理人: 劉寶賢

一種合成高級(jí)醇類催化劑由氧化鎂，氧化銅和助劑M組成，催化劑組成按其氧化物的質(zhì)量計(jì)為：MgO：CuO：M=100：1～8：5～25，M為氧化鋁，氧化鋯，氧化鈦，氧化鈰和氧化硅中的一種。本發(fā)明具有催化劑轉(zhuǎn)化率高，穩(wěn)定性好的優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于合成高級(jí)醇類催化劑及制備方法和應(yīng)用。

技術(shù)背景

高碳醇類主要是指碳原子數(shù)≥4的醇類，具有廣泛的用途。高碳醇的化學(xué)性質(zhì)活潑，通過(guò)反應(yīng)可以衍生得到各種醛、酮、羧酸、鹵代物、酯等，可用于醫(yī)藥、生物、化工、食品等行業(yè)，需求量大，有顯著的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。傳統(tǒng)的高級(jí)醇制備工藝以烯烴為原料，通過(guò)甲酰化、縮合、加氫反應(yīng)得到最終的產(chǎn)物，此工藝復(fù)雜，包含多步反應(yīng)，而且反應(yīng)效率較低，反應(yīng)條件較為苛刻，需要使用貴金屬為催化劑，造成反應(yīng)成本高。而且烯烴來(lái)源于石油資源，我國(guó)石油資源嚴(yán)重依賴進(jìn)口，限制了高碳醇的大規(guī)模制備和應(yīng)用。

1899年Guerbet發(fā)現(xiàn)兩分子低碳醇脫除一分子水可以合成碳鏈增加的醇，可以是同種醇的雙分子縮合，也可以由一種無(wú)α-氫的醇與另-種有α-氫的醇分子縮合(反應(yīng)方程式如下)。相比于傳統(tǒng)的制備方法，通過(guò)Guerbet縮合反應(yīng)制備高碳醇方法簡(jiǎn)單，工藝綠色，產(chǎn)物的選擇性高，過(guò)程中不需要使用貴金屬催化劑，具有顯著的優(yōu)勢(shì)。此外，由于原料醇可來(lái)自生物化工、或天然氣化工，該過(guò)程的實(shí)施能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)煤炭、天然氣及生物質(zhì)等含碳資源的綜合利用，擺脫高碳醇生產(chǎn)對(duì)石油資源的依賴，解決我國(guó)高碳醇供應(yīng)多元化的技術(shù)瓶頸。

醇類縮合反應(yīng)制備高碳醇的關(guān)鍵是高活性、高穩(wěn)定性催化劑的制備。CN1202054公開(kāi)了用于C6-C30醇進(jìn)行Guerbet縮合反應(yīng)的催化劑，專利中使用氫氧化鈉、氫氧化鉀和非晶態(tài)Ni為催化劑，在160-260℃條件下進(jìn)行縮合反應(yīng)。CN100389101C公開(kāi)了以沸石分子篩負(fù)載的MgO或ZnO為堿催化劑，以鎳粉為加氫-脫氫催化劑，催化C6-C30脂肪醇進(jìn)行Guerbet縮合反應(yīng)。CN104475110A公開(kāi)了一類用于醇類的縮合反應(yīng)的催化劑，該催化劑由金屬氧化物、堿金屬氫氧化物、金屬鎳和載體組成。CN1105095C公開(kāi)了用于脂肪醇縮合的催化劑，專利中以氫氧化鈉/氫氧化銫或氧化鎳為催化劑，用于催化C6-C22伯醇的縮合反應(yīng)。CN102020533公開(kāi)了使用納米氧化銅、氧化鋇、氧化鉻和NaOH為催化劑催化C6-C14醇類縮合制備高級(jí)醇類。

傳統(tǒng)的醇醇縮合催化劑中通常包含可溶性的強(qiáng)堿，如氫氧化鈉、氫氧化鉀和氫氧化銫等，這類催化劑易溶于反應(yīng)中生成的水，造成催化活性下降；在反應(yīng)后需要進(jìn)行產(chǎn)物的和催化劑的分離步驟，增加反應(yīng)能耗。因此如果使用穩(wěn)定高效的金屬-堿雙功能的固體催化劑，則能夠節(jié)省催化劑的分離步驟，提升整個(gè)過(guò)程的效率。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種轉(zhuǎn)化率高，穩(wěn)定性好的金屬-堿雙功能固體催化劑用于催化C_nH_(2n+1)OH(2≤n≤5)醇縮合制備C_2*nH_(2*2n+1)OH醇的催化劑及制備方法和應(yīng)用。

本發(fā)明的催化劑由氧化鎂，氧化銅和助劑M組成，催化劑組成按其氧化物的質(zhì)量計(jì)為：MgO：CuO：M＝100：1～8：5～25；

如上所述的催化劑中，M為氧化鋁，氧化鋯，氧化鈦，氧化鈰和氧化硅中的一種。

如上所述的催化劑中，MgO和M為介孔結(jié)構(gòu)的氧化物，記為Meso-M-MgO，平均孔徑為3-30nm，比表面為60-200g/cm³。

如上所述的催化劑中，氧化銅經(jīng)還原后作為加氫中心，Meso-M-MgO作為堿性中心。

本發(fā)明提供的催化劑制備方法如下：

一、Meso-M-MgO的制備