[發明專利]一種改性分子篩催化劑的制備方法及連續合成3-甲氧基-3-甲基丁醇的方法

有效

• 申請號: 202011257199.8
• 申請日: 2020-11-12
• 公開（公告）號: CN112473725B
• 公開（公告）日: 2022-09-20
• 發明（設計）人: 龐計昌;劉英俊;張紅濤;朱小瑞;楊在剛;張永振;黎源
• 申請（專利權）人: 萬華化學集團股份有限公司
• 主分類號: B01J29/08
• 分類號: B01J29/08;B01J29/70;B01J35/08;B01J37/00;B01J37/08;C07C41/06;C07C43/13
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本發明提供了一種改性分子篩催化劑的制備，是由聚磷酸鹽改性的分子篩催化劑，分子篩催化劑加入膨潤土，使得催化劑改變了酸性位點分布和孔道結構，采用本發明制備的改性分子篩為催化劑制備3?甲氧基?3?甲基丁醇，克服了以3?甲基?3?丁烯?1?醇和甲醇為原料連續制備3?甲氧基?3?甲基丁醇過程中高溫條件下副反應多、催化劑壽命短的缺陷，提高了3?甲基?3?丁烯?1?醇轉化率和選擇性，3?甲氧基?3?甲基丁醇產率達到97％以上。本發明具有連續操作性強、成本低、工藝簡單的優點。

技術領域

本發明涉及一種重要精細化工原料3-甲氧基-3-甲基丁醇的合成方法，屬于有機化工合成技術領域。

背景技術

3-甲氧基-3-甲基丁醇具有良好的親水性、親油性、低毒性和生物可降解性等特性，廣泛用于化妝品、打印機油墨、空氣清新劑、洗滌劑、農藥殺蟲劑和藥品添加劑，是一種重要的精細化工原料。

關于3-甲氧基-3-甲基丁醇的制備方法，CN102206142采用3-甲基-3-丁烯-1-醇、甲醇和非均相催化劑在密閉反應器內反應，反應時間1～12h，反應溫度50～200℃，反應壓力0.1～5MPa，采用非均相催化劑在密閉反應器內進行，得到3-甲氧基-3-甲基丁醇收率最高95.2％，但反應時間需要12h，且屬于間歇反應；專利JP8176053采用4，4-二甲基-1，3-二惡烷與甲醇在強酸陽離子樹脂催化下反應，但得到3-甲氧基-3-甲基丁醇選擇性～40％，副產物多，且原子經濟性不高；專利CN106966923A公開了一種合成3-甲氧基-N,N-二甲基丙酰胺的合成方法，具有類似的反應，其采用丙烯腈和無水甲醇在金屬烷氧化物作用下在密閉反應器內制得，屬于間歇反應，不具有連續操作性。

綜上所述，目前已公開的技術，以3-甲基-3-丁烯-1-醇為原料合成3-甲氧基-3-甲基丁醇的工藝，在高溫、酸性催化劑條件下3-甲基-3-丁烯-1-醇易生成過多的低沸點雜質，同時，高溫條件下易造成催化劑結焦和損失，影響催化劑效率和壽命；而低溫條件下存在反應速率慢，反應時間長的問題。而且連續可操作性差，無論從經濟性和工業化量產考慮均不具有技術優勢。如果能發展一種新的合成技術，克服上述缺點，可大幅度提高經濟性。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供了一種可連續制備3-甲氧基-3-甲基丁醇的方法，該方法使用的催化劑具有結構穩定、不易結焦等優勢；用于連續制備3-甲氧基-3-甲基丁醇，具有連續操作性強、成本低、環境友好的特點，選擇性和轉化率高，非常適應于工業化放大。

本發明為達到其目的，采用如下技術方案：

本發明的第一方面，提供一種改性分子篩催化劑的制備方法，包括如下制備步驟：

(1)將膨潤土加入純水中攪拌均勻，形成漿料A；

將聚磷酸鹽溶于水中，攪拌均勻，形成溶液B；

(2)向漿料A中加入鋁溶膠和溶液B，攪拌0.5～3h，混合均勻，得到漿料C；

(3)向漿料C中加入分子篩，攪拌1～3.5h，攪拌均勻后將其放入60～120℃烘箱中，將多余的水蒸發脫除，得到半成品催化劑；

(4)將半成品催化劑擠壓成型，經有機溶劑洗滌后送入烘箱中干燥，再轉移至馬弗爐內焙燒，得到成品催化劑。

優選的，在本發明的步驟(1)中，所述的漿料A中含有膨潤土20～60wt％；

所述的溶液B中含有聚磷酸鹽15～55wt％；

所述的聚磷酸鹽為三聚磷酸鈉、六偏磷酸鈉、焦磷酸三鈉、焦磷酸四鈉、焦磷酸二氫二鈉、焦磷酸鈣、酸式焦磷酸鈣中的一種或多種，優選的，聚磷酸鹽為六偏磷酸鈉、焦磷酸二氫二鈉、三聚磷酸鈉中的一種或多種，其可有效地改變酸性位點的分布和強弱，維持催化劑酸催化劑的活性，降低3-甲基-3-丁烯-1-醇在高溫條件下的分解速率，減少輕組分的產生，有效地提高3-甲氧基-3-甲基丁醇的收率。