[發明專利]一種制備異丁醛催化劑方法

在審

• 申請號: 201811501902.8
• 申請日: 2018-12-10
• 公開（公告）號: CN109675579A
• 公開（公告）日: 2019-04-26
• 發明（設計）人: 王康軍;董玉;范旭萌;張雅靜;許光文;丁茯
• 申請（專利權）人: 沈陽化工大學
• 主分類號: B01J23/847
• 分類號: B01J23/847;C07C47/02;C07C45/00
• 代理公司: 沈陽技聯專利代理有限公司 21205
• 代理人: 張志剛

一種制備異丁醛催化劑方法，涉及一種制備催化劑方法，本發明為一種甲醇和乙醇或丙醇合成異丁醛催化劑的制備方法。包括以下步驟：將一定量的釩酸鹽、檸檬酸和Fe、Cu、Ni、Zr、Ca、Ce等硝酸鹽中的兩種或三種溶于水溶液中，然后在恒溫水浴鍋中把混合溶液進行高溫蒸干，在100?120℃極性干燥，在馬弗爐的溫度為400?600℃進行煅燒，制備出獨特的V?Fe?M?N（M為Cu或Ni，N為Zr、Ca和Ce中的一種）結構的固體催化劑。此催化劑用在甲醇與乙醇或丙醇一步制備異丁醛聯產異丁醛的反應中具有良好的催化性能。

技術領域

本發明涉及一種制備催化劑方法，特別是涉及一種制備異丁醛催化劑方法。

背景技術

異丁醛是一種重要的有機化工原料，應用比較廣泛，通過它可以制備出的下游產品頗多，且均應用較為廣泛，隨著工業化的發展，對異丁醛的需求量越來越大。而目前工業上生產異丁醛的方式是羰基合成法制備正丁醇時產生的副產物，它的生產線是以石油資源為主要原料，這不僅使異丁醛的收率較低，而且原料也因資源匱乏會受阻，因此研究新的制備異丁醛的生產路線是必不可少的。經過不斷的探究發現，利用以煤化工為原料來源的甲醇乙醇可以通過一步法合成異丁醛。我國的煤炭資源非常豐富，而此方法使用的原料甲醇和乙醇均可由煤炭制備，大大減少了原料的成本，也可以合理的應用我國的煤炭資源。本論文的研究目的在于開發新的催化劑，提高催化劑的催化活性，以提高乙醇轉化率和異丁醛的選擇性。

寧波大學固體材料研究所的陳凱文^[80]等采用浸漬法制備了催化劑CuO-MnO/Al₂O₃和CuO-MnO/SiO₂，在常壓和不同溫度條件下考察了催化劑對甲醇、乙醇一步合成異丁醛的催化性能。采用CuO-MnO/Al₂O₃催化劑時發現，在反應溫度、載氣流速相同的條件下，催化劑中CuO的含量對乙醇的轉化率影響最大，MnO的含量對催化劑活性有一定的影響，但不是主要因素。當反應溫度為300℃、CuO含量7.6%、MnO含量13.4%時，乙醇的轉化率可達95.9%，異丁醛的選擇性為11%。而在CuO-MnO/SiO₂催化劑時，甲醇、乙醇一步合成異丁醛反應的最適合溫度是300℃，此時催化劑的催化活性和選擇性都較好。當反應溫度由250℃升高到300或350℃時,乙醇的轉化率從71.9%提高到了93.8%或92.1%，而異丁醛的選擇性分別從22%升高到71%或57%。

吳靜等人分別采用了溶膠-凝膠法、浸漬法和共沉淀法制備了催化劑CuO-Fe₂O₃-ZrO₂/SiO₂，用來研究甲醇、乙醇合成異丁醛的Cu系催化劑的制備方法和性能，研究結果表明采用溶膠-凝膠法制備的催化劑具有較高的比表面積和較好的晶相結構、催化性能；焙燒溫度對此催化劑的結構和反應性能有一定的影響；同時Fe和Zr的協同作用阻止了CuO顆粒的聚集，提高了催化劑的抗燒結能力和異丁醛的選擇性。在常壓、反應溫度320℃、甲醇乙醇摩爾比2：1、Fe₂O₃質量分數20%、ZrO₂質量分數10%的催化劑催化效果最好，此時乙醇的轉化率58.81%，異丁醛的選擇性和收率分別為73.96%和43.50%。

張俊峰等人用Cu-Mg/Ti-SBA-15催化劑來催化甲醇乙醇合成異丁醛，他分別研究了加入不同的氧化銅和氧化鎂的量以及二氧化鈦的量來對催化劑的催化性能影響，研究結果表明在氧化銅含量為20%，氧化鎂含量為6.5%，煅燒溫度為400℃時，催化劑的催化性能最好，異丁醛的選擇性可達32.7%。

發明內容

本發明的目的在于提供一種制備異丁醛催化劑方法，本發明催化甲醇和乙醇或異丙醇一步合成異丁醛聯產異丁醇催化劑，其組成簡單、具有較高的催化活性，副產物少，催化劑穩定性好。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

一種制備異丁醛催化劑方法，所述方法包括以下制備過程：