[發(fā)明專利]一種固體堿催化劑的制備方法及其在聚醚多元醇連續(xù)化生產(chǎn)中的應(yīng)用

有效

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• 申請日: 2021-05-27
• 公開（公告）號: CN113234217B
• 公開（公告）日: 2022-07-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉佳奇;葉天;翟永鋒;姜明;隋美玉;李傳亮
• 申請（專利權(quán)）人: 萬華化學(xué)集團(tuán)股份有限公司
• 主分類號: C08G65/28
• 分類號: C08G65/28
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開了一種用于聚醚多元醇合成的固體堿催化劑，該催化劑采用Mg、Ca、Al復(fù)合金屬氧化物作為活性組分，添加少量硅元素以增強(qiáng)復(fù)合金屬氧化物離子間的結(jié)合力，降低催化劑使用過程中活性組分的流失。采用硅溶膠進(jìn)行滾球成型有利于在聚醚多元醇合成過程中催化劑的填充和分離，同時(shí)增強(qiáng)了催化劑的機(jī)械強(qiáng)度。將制備得到的催化劑填充到固定床反應(yīng)器中，在一定溫度下，同時(shí)在反應(yīng)器入口通入小分子量聚醚和環(huán)氧化合物，在反應(yīng)器出口即可得到高分子量的聚醚多元醇產(chǎn)品。該催化劑制備工藝簡單、催化活性高，機(jī)械強(qiáng)度高、使用壽命長，采用本催化劑進(jìn)行聚醚多元醇的生產(chǎn)時(shí)，無三廢產(chǎn)生，分離方便，可以滿足工業(yè)化連續(xù)化聚醚生產(chǎn)需求。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于聚醚多元醇技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種固體堿催化劑的制備方法及其在聚醚多元醇連續(xù)化生產(chǎn)中的應(yīng)用。

背景技術(shù)

聚醚多元醇是一種重要的化工原料，使用其生產(chǎn)的聚氨酯泡沫廣泛應(yīng)用于家具家電、汽車、航空航天、建筑、服裝、包裝等領(lǐng)域。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人類對聚氨酯產(chǎn)品的需求量越來越高，進(jìn)一步促進(jìn)了聚醚多元醇的產(chǎn)能的提升。

傳統(tǒng)的、應(yīng)用最為廣泛的聚醚多元醇生產(chǎn)工藝為均相堿催化工藝，一般使用KOH作為催化劑，該工藝較為成熟，但依然存在一些弊端，比如裝置復(fù)雜、效率低下、分離工藝繁瑣、固廢較多等等。連續(xù)化工藝可以很大程度上提升聚醚多元醇產(chǎn)能，一般使用的催化劑為雙金屬催化劑，但該催化劑無法生產(chǎn)環(huán)氧乙烷封端產(chǎn)品，因此大大局限了該工藝的應(yīng)用范圍。

許多文獻(xiàn)和專利都報(bào)道了負(fù)載型固體堿催化劑，其堿性較強(qiáng)、催化活性高、產(chǎn)品分子量分布窄，而且與產(chǎn)品分離簡單、無固廢產(chǎn)生，是一種高效、環(huán)保的催化劑。但在實(shí)際應(yīng)用過程中發(fā)現(xiàn)，負(fù)載的堿金屬離子在反應(yīng)過程中流失嚴(yán)重，很難重復(fù)使用，還會(huì)造成產(chǎn)品中堿金屬離子超標(biāo)，影響產(chǎn)品的性能，這大大制約了該催化劑在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提供了一種應(yīng)用于聚醚多元醇生產(chǎn)過程中的固體堿催化劑的制備方法，將其應(yīng)用于聚醚多元醇的合成過程，催化效率高、分離方法簡單、無活性組分流失。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

本發(fā)明的第一個(gè)方面，提供一種用于催化環(huán)氧化合物聚合的催化劑的制備方法，包括如下步驟：

1)常溫下向去離子水中加入Mg鹽和Ca鹽，攪拌均勻獲得混合溶液，再緩慢滴加Al鹽溶液，攪拌0.5-4h，然后緩慢滴加正硅酸乙酯，之后調(diào)節(jié)體系pH為10-12，攪拌0.5～4h；

2)將得到的混合漿料轉(zhuǎn)移至高壓水熱反應(yīng)釜中，在180～240℃溫度下反應(yīng)4～24h，降至室溫后過濾、洗滌，在100-150℃溫度下干燥8～16h，然后在500～900℃溫度下焙燒2～24h，所得固體經(jīng)研磨即可得到復(fù)合金屬氧化物粉末；

3)將得到的復(fù)合金屬氧化物粉末與硅溶膠混合制得漿料后，滾球成型，在100-150℃溫度下干燥8～16h，然后在300～500℃溫度下焙燒2～24h即可得到目標(biāo)催化劑。

步驟1)中，所用的Mg鹽、Ca鹽和Al鹽為相應(yīng)的可溶性鹽，優(yōu)選為硝酸鹽、硫酸鹽和鹽酸鹽；

步驟1)中，Mg和Ca的摩爾比為50：50～99：1，優(yōu)選為70：30～90：10；

步驟1)中，加入Al元素的量占Mg和Ca摩爾量之和的10％～100％；

步驟1)中，加入正硅酸乙酯的量占Mg和Ca摩爾量之和的1％～5％；

步驟1)中，調(diào)節(jié)pH所用試劑為氨水、NaOH或KOH；當(dāng)使用NaOH或KOH時(shí)，在步驟2)中洗滌后應(yīng)使得復(fù)合金屬氧化物固體中所含Na和K離子濃度應(yīng)盡量小，例如小于20ppm；

步驟3)中，硅溶膠用量占復(fù)合金屬氧化物質(zhì)量的20％～50％。