[發明專利]一種乙醇酸甲酯水解合成乙醇酸的催化劑及其制備方法

在審

• 申請號: 202110369522.9
• 申請日: 2021-04-06
• 公開（公告）號: CN113101915A
• 公開（公告）日: 2021-07-13
• 發明（設計）人: 席秋波;王維君
• 申請（專利權）人: 上海卓笙環保科技有限公司
• 主分類號: B01J23/08
• 分類號: B01J23/08;B01J37/03;B01J37/08;C07C51/09;C07C59/06
• 代理公司: 北京化育知識產權代理有限公司 11833
• 代理人: 尹均利

本發明公開了一種乙醇酸甲酯水解合成乙醇酸的催化劑及其制備方法，具體涉及催化材料領域，包括以第Ⅲ族金屬氧化物或復合氧化物固溶體的活性組成和其他金屬氧化物的載體，其中活性組成按重量百分比含量占5?40wt％，其余量設置為載體。本發明與浸漬法制備鎵鋁催化劑相比其制備過程簡單，原位合成法制備的鎵鋁固溶體催化劑穩定性高、活性好，在乙醇酸甲酯水解制備乙醇酸反應中表現出優良性能，乙醇酸甲酯轉化率大于99％，乙醇酸選擇性大于98％，具有適用于固定床反應器，高活性、高選擇性的優點，具有良好的循環性能。

技術領域

本發明涉及催化材料技術領域，更具體地說，本發明涉及一種乙醇酸甲酯水解合成乙醇酸的催化劑及其制備方法。

背景技術

乙醇酸是種重要的精細化學品和有機中間體，憑借其結構的特殊性，在化學清洗、化妝品、生物降解材料等領域應用廣泛。目前，國內乙醇酸需求缺口較大，乙醇酸及相關產品主要依賴進口。

乙醇酸生產工藝主要有氯乙酸水解法、羥基乙腈水解法和甲醛羰基化法等，其中乙醇酸酯水解工藝對環境的污染小、操作過程簡單安全，是一條符合現代綠色環保理念的制備乙醇酸的方法，而得到廣泛研究。

于克生等人采用自制keggin型磷鎢酸(H₃[PW₁₂O₄₀]·21H₂O)為催化劑，乙醇酸甲酯水解性能測試結果為：80℃反應4h，乙醇酸甲酯的轉化率為56.34％，乙醇酸的選擇性為98.66％。上海石化研究院的孫鳳俠等人在固定床反應器內，對乙醇酸甲酯催化水解制備乙醇酸工藝進行研究，當質量空速(1～3)h^-1，反應溫度(70～85)℃，水酯物質的量比5～10，乙醇酸甲酯水解轉化率接近100％，乙醇酸水溶液產品質量達到企業標準要求。但離實際工業生產還有很大差距。

相比于基礎研究，現有關于乙醇酸甲酯水解制乙醇酸的專利，則更注重實用性。CN103508878涉及一種由乙醇酸甲酯制備高純度乙醇酸晶體的方法，該方法先將乙醇酸甲酯與水按質量比為1:(1-20)混合，在20-100℃常壓下，水解反應0.5-4hr，得到含有乙醇酸的水解液；然后將含有乙醇酸的水解液在30-90℃進行減壓蒸餾，得到含有高濃度乙醇酸母液；再將母液在常壓下，進行冷卻結晶，得到純度大于99.5wt％的高純度乙醇酸晶體。但這方法存在流程長，能耗高的問題。

CN104177250A涉及一種由乙醇酸甲酯制備高純度乙醇酸晶體的方法，該方法包含反應精餾、蒸發濃縮、脫色、結晶、干燥等步驟可得到乙醇酸晶體。但其中反應精餾需要全回流步驟，因此無法實現塔的平穩連續操作，并且在塔釜中停留時間過長，會產生過多的雜質，同時該方案需要蒸發濃縮步驟，增加了流程的復雜性。

CN104829445A發明以乙醇酸甲酯與水為原料，在固定床反應器進行水解反應，固定床反應器出口產物進入反應精餾塔，反應精餾塔塔頂連續采出甲醇和水冷凝液，塔釜連續采出乙醇酸水溶液的技術方案。CN209442896U則提供了一種乙醇酸甲酯水解法的乙醇酸制備裝置，本裝置為催化蒸餾塔，塔內包括精餾段、反應段和提餾段，采用不同段位進料、不同出口餾出不同產物的策略，縮短了乙醇酸甲酯水解制備乙醇酸的水解及分離工藝流程、提高生產效率，實現乙醇酸甲酯水解規模工業化生產制備乙醇酸的工業化生產，但設備的設計要求高。

發明內容

為了克服現有技術的上述缺陷，本發明的實施例提供一種乙醇酸甲酯水解合成乙醇酸的催化劑及其制備方法，本發明所要解決的技術問題是：如何解決現有的乙醇酸甲酯水解反應時催化劑的循環性能不佳的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種乙醇酸甲酯水解合成乙醇酸的催化劑，包括以第Ⅲ族金屬氧化物或復合氧化物固溶體的活性組成和其他金屬氧化物的載體，其中活性組成按重量百分比含量占5-40wt％，其余量設置為載體。

一種乙醇酸甲酯水解合成乙醇酸的催化劑的制備方法，具體制備步驟如下：