[發(fā)明專利]一種合成支鏈醇的催化劑及制備方法和應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711282401.0
• 申請(qǐng)日: 2017-12-07
• 公開（公告）號(hào): CN108043432B
• 公開（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): B01J27/18
• 分類號(hào): B01J27/18;B01J27/185;B01J27/187;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

一種合成支鏈醇的催化劑組成為:Ca_（10?x）M_x（PO₄）_y（OH）₂，其中x為0.1～1，y為5.6～6.5，M為Mg、Cu、Mn、Co、Sr、Fe中的一種。本發(fā)明具有催化劑轉(zhuǎn)化率高，選擇性高的優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種合成支鏈醇的催化劑及其制備方法和應(yīng)用。

技術(shù)背景

支鏈醇是非常重要的化工原料，廣泛用于醫(yī)藥，生物，化工，食品等行業(yè)。支鏈醇的化學(xué)性質(zhì)活潑，通過反應(yīng)可以衍生得到各種醛，酮，羧酸，鹵代物，烯烴，酯等。對(duì)主要支鏈醇的市場(chǎng)調(diào)研發(fā)現(xiàn)，支鏈醇具有廣闊的市場(chǎng)前景，具有明顯的開發(fā)價(jià)值。

支鏈醇可以通過Guerbet反應(yīng)得到。Guerbet反應(yīng)是由兩分子低碳醇一步縮合得到高碳數(shù)醇，反應(yīng)過程見如下反應(yīng)式。可以是同種醇間的縮合，也可以是不同種醇間的縮合，不同種醇間的縮合要求其中至少有一種醇含有a-氫。根據(jù)Guerbet反應(yīng)的特點(diǎn)，乙醇可以和正丙醇，正丁醇，正戊醇等進(jìn)行反應(yīng)得到2-甲基-丁醇，2-乙基-丁醇和2-乙基-戊醇。

Guerbet反應(yīng)工藝主要有液相高壓釜體系和氣相固定床體系。液相高壓釜體系所用催化劑一般為金屬或金屬絡(luò)合物催化劑，同時(shí)添加醇鈉為堿催化劑(如CN101659597A；CN104475110；CN104478659；CN102020533； US4800077；US4518810等均公開了醇液相Guerbet反應(yīng)工藝)。液相工藝使用貴金屬催化劑，成本較高，產(chǎn)物分離困難，醇鈉催化劑對(duì)水的敏感性導(dǎo)致催化劑很快失活。相比液相工藝，醇的氣相Guerbet合成工藝使用非貴金屬催化劑(如鎂鋁水滑石，羥基磷灰石等)，成本低；同時(shí)該過程不使用醇鈉，催化劑壽命較長(zhǎng)；并且催化劑和產(chǎn)物分離容易，是一種極具前景支鏈醇合成工藝。目前報(bào)道的用于醇的氣相Guerbet反應(yīng)的催化劑主要有堿性沸石(如Stud.Surf.Sci.Catal.130(2000)2669–2674.)，羥基磷灰石(如Ind.Eng.Chem.Res.45(2006)8634–8642)，鎂鋁復(fù)合氧化物(如US Patent2,050,788(1936)，Applied Catalysis A:General 455 (2013)234–246)。上述催化劑在催化劑的活性，選擇性和穩(wěn)定性方面還存在較多問題。另外，上述工作主要集中在催化同種醇之間的反應(yīng)，幾乎沒有涉及異種醇間的反應(yīng)，究其原因是難以解決異種醇間脫氫不匹配的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種轉(zhuǎn)化率高，選擇性高的用于乙醇和C_nH_(2n+1) OH(3≤n≤5)直鏈醇?xì)庀嗫s合反應(yīng)合成C_(n+2)H_(2(n+2)+1)OH支鏈醇的催化劑及其制備方法和應(yīng)用，解決異種醇間脫氫不匹配的問題，提升異種醇縮合反應(yīng)的催化效率。

本發(fā)明催化劑的組成為Ca_(10-x)M_x(PO₄)_y(OH)₂，其中x為0.1～1，y為 5.6～6.5。

如上所述的催化劑中，M為Mg、Cu、Mn、Co、Sr、Fe等中的一種；

如上所述的催化劑中，(Ca+M)/PO₄的摩爾比為1.53～1.75。

本發(fā)明催化劑采用下列方法制備：

(1)將鈣的前驅(qū)體溶于去離子水中，得到Ca²⁺濃度為0.15～0.60mol/L 的溶液，記為溶液A；

(2)將(NH₄)₂HPO₄溶于去離子水中，得到PO₄^3-濃度為0.10-0.50mol/L 的溶液，記為溶液B；