[發明專利]一種Y分子篩包覆的氧化鎂-二氧化鈦催化劑及其在酯交換反應中的應用

有效

• 申請號: 202110847304.1
• 申請日: 2021-07-27
• 公開（公告）號: CN113522260B
• 公開（公告）日: 2022-09-20
• 發明（設計）人: 李博;程牧曦;韓偉;王蕾;王華;譚亞南
• 申請（專利權）人: 西南化工研究設計院有限公司
• 主分類號: B01J21/10
• 分類號: B01J21/10;B01J29/08;B01J35/02;C07C68/065;C07C69/96
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司 51214
• 代理人: 呂玲

本發明公開了一種Y分子篩包覆的氧化鎂?二氧化鈦催化劑及其在酯交換反應中的應用，該催化劑為以MgO?TiO₂顆粒為核中心，通過其外層包覆Y分子篩膜得到MgO?TiO₂@Y分子篩復合結構催化劑，應用于乙二醇碳酸酯和甲醇制碳酸二甲酯的反應中，MgO?TiO₂與Y分子篩具有協同作用，本復合結構催化劑中Y分子篩提供高比表面積和較佳的孔道分布吸附和篩選反應分子，在催化劑核中心MgO?TiO₂表面反應物發生酯交換反應生成碳酸二甲酯，最終有效地提高了目標產品碳酸二甲酯的選擇性，本催化劑在低溫區(80℃)酯交換反應活性也較佳。

技術領域

本發明屬于化工技術領域，涉及一種Y分子篩包覆的MgO-TiO₂催化劑，一種用酯交換制備碳酸二甲酯的包覆結構的MgO-TiO₂@Y分子篩催化劑的制備方法。

背景技術

碳酸二甲酯是重要的綠色化工原料，其用途廣泛，可作為溶劑、汽油添加劑等，也是經乙二醇碳酸酯合成聚碳酸酯的重要原料，目前國內外眾多研究者均在積極研究和推廣新型碳酸二甲酯的合成方法，其中以來源廣泛且廉價的甲醇為原料，通過酯交換法合成碳酸二甲酯工藝溫和，且可聯產乙二醇或1,2-丙二醇，因此應用最為廣泛。

影響酯交換法合成碳酸二甲酯技術開發的一個重要因素為高效催化劑的開發，以堿金屬氫氧化物、堿金屬醇鹽為典型催化劑的均相催化劑，反應速度快，產品收率高，備受關注，但均相催化劑不易與產物分離，操作費用高，且穩定性較差，增加了其推廣難度；目前階段，針對均相催化劑難于分離的開發的非均相催化劑，能有效解決催化劑難于分離和回收的難題，但該類催化劑的目標產品選擇性和收率較低。

如美孚公司(專利US5498743)成功開發以硅膠為載體，負載堿土金屬元素的鹵化鹽，作為酯交換催化劑，但收率和選擇性均較低，專利CN 1228358A以鉀元素離子交換后的Y分子篩為載體，通過浸漬法制備KOH-KY催化劑，可重復使用，產品易分離，但丙二醇碳酸酯的轉化率僅為41％，未見其對乙二醇碳酸酯酯交換反應活性報道；CN101249452A以成核/晶格隔離法處理后的水滑石為載體，通過浸漬氟化鉀得到的納米級固體堿催化劑，催化劑經離心分離后可重復多次使用，150℃條件下，乙二醇碳酸酯轉化率達94.5％，碳酸二甲酯選擇性為76％，但其低溫反應活性較差，且反應時間長；因此，非均相催化劑的工業推廣還是存在技術瓶頸，需要重點突破。

發明內容

本發明的目的在于提供一種Y分子篩包覆的MgO-TiO₂催化劑，該催化劑為合成碳酸二甲酯包覆結構的非均相催化劑，由乙二醇碳酸酯和甲醇合成碳酸二甲酯的催化穩定性好且活性高。

本發明的另外一個目的是通過精準設計和可控制備，提供一種用于包覆結構的MgO-TiO₂@Y分子篩催化劑的制備方法，該制備方法可大幅提高催化劑的催化性能，制備所得催化劑具有高乙二醇碳酸酯轉化率、高熱力學穩定性的特點。

為了實現以上發明目的，本發明的具體技術方案為：

一種Y分子篩包覆的MgO-TiO₂催化劑，該催化劑以MgO-TiO₂顆粒為核中心，通過在其外層包覆Y分子篩膜，得到MgO-TiO₂@Y分子篩復合結構催化劑。

作為本申請中的一種較好的實施方式，所述Y型分子篩包覆的MgO-TiO₂催化劑的制備方法包括以下步驟。

步驟A：

稱取計量比的可溶性鎂源溶液、鈦源溶液和醇(優選乙二醇)混合，得到混合溶液；