一种由乙酸甲酯和甲醛合成丙烯酸甲酯的酸碱双功能催化剂及制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112774658A(43)申请公布日2021.05.11(21)申请号202110145254.2(22)申请日2021.02.02(71)申请人中国科学院过程工程研究所地址100190北京市海淀区中关村北二条1号(72)发明人张国梁严婷婷李杰常炜张龙水张军平盛贵阳李春山张锁江(74)专利代理机构北京品源专利代理有限公司11332代理人巩克栋(51)Int.Cl.B01J23/04(2006.01)C07C67/343(2006.01)C07C69/54(2006.01)权利要求书1页说明书6页(54)发明名称一种由乙酸甲酯和甲醛合成丙烯酸甲酯的酸碱双功能催化剂及制备方法(57)摘要本发明公开了一种由乙酸甲酯和甲醛合成丙烯酸甲酯的催化剂及其制备方法，主要包括以下步骤，(1)载体水洗后放入烘箱120℃干燥，然后在马弗炉内300～500℃焙烧2～8h；(2)分别称取含有活性组分Al和Cs的化合物，配置成一定浓度溶液，按照等体积浸渍的方式将活性组分充分浸渍2～24h，并在60～150℃下干燥4～15h。最后在马弗炉内400～650℃下焙烧2～8h后得到催化剂。本发明的催化剂为酸碱双功能催化剂，可有效提高产物的选择性和转化率，并且具有良好的抗积碳能力，且此催化剂的制备方法简单易行，适用于大规模工业化应用。CN112774658ACN112774658A权利要求书1/1页1.一种用于乙酸甲酯和甲醛合成丙烯酸甲酯的催化剂主要包括活性组分和载体，其特征在于：活性组分是Al和Cs，载体为多孔SiO2，按载体的质量为基准，负载量以活性组分的氧化物质量计算，所述Cs的负载量为5‑25％，Al活性组分的负载量为0.1‑10％。2.根据权利要求1所述催化剂，其特征在于，活性组分铯来源为硝酸铯，碳酸铯，硫酸铯，乙酸铯，铝来源为硝酸铝，氯化铝，硫酸铝，硅酸铝，硫化铝中的一种或多种组合。3.根据权利要求1所述催化剂，其特征在于，所述催化剂的载体为多孔二氧化硅球，颗粒粒径为2‑5mm，最可积孔径为2‑10nm。4.根据权利要求1所述催化剂制备方法，其特征在于，包括以下几个制备步骤：(1)载体处理：将载体用去离子水浸泡0.5‑2h，然后放入烘箱干燥100‑250℃烘干至恒重，然后放马弗炉内400‑650℃进行焙烧3‑6h；(2)配置活性组分盐溶液：称取活性组分Al和Cs的盐，配置成一定浓度的盐溶液；(3)负载活性组分：按照等体积浸渍的方式将步骤1得到的载体加入到步骤(2)制备的含有活性组分盐溶液中，搅拌0.5‑3h，静置6‑24h后在一定80‑150℃下充分干燥；(4)催化剂焙烧：将(3)得到的催化剂前驱体在马弗炉内，程序升温至400‑650℃焙烧3‑12h，然后冷却至室温可得到所述催化剂。5.根据权利要求1和权利要求4所述的一种催化剂的制备方法，其特征在于活性组分采用等体积浸渍的方式，活性组分的浸渍顺序可以选择同时浸渍或先铝后铯或先铯后铝的方式中的一种。6.根据权利要求1‑5所述一种用于甲醛和乙酸甲酯合成丙烯酸甲酯的催化剂及其制备方法，其特征在于：催化反应条件：为乙酸甲酯/甲醛摩尔比为0.5:1‑5:1，乙酸甲酯/甲醇为1:5‑1:1，进料空速为0.3‑1.2h‑1，反应温度为330‑380℃。2CN112774658A说明书1/6页一种由乙酸甲酯和甲醛合成丙烯酸甲酯的酸碱双功能催化剂及制备方法技术领域[0001]本发明涉及一种乙酸甲酯和甲醛合成丙烯酸甲酯的酸碱双功能催化剂及制备方法，可用于催化乙酸甲酯和甲醛经羟醛缩合制备丙烯酸甲酯的催化剂及此催化剂的制备方法。背景技术[0002]丙烯酸甲酯是一种有广泛用途的且重要的精细化工原料，主要用作有机合成中间体及高分子单体。由其合成的聚合物广泛用于涂料、纺织、制革、黏合剂等行业。此外，在造纸、制革、油漆、制药等行业生产中也具有广泛的用途。近年来，丙烯酸甲酯用途广泛，我国丙烯酸酯的生产总量虽大，但产能过于分散，技术也不够成熟。更为重要的是，我国丙烯酸酯的工艺技术大多源于进口，高效催化剂也依赖进口，这就造成了丙烯酸甲酯的生产成本大幅度提高，进而降低国内化工企业在产品价格上的优势，严重影响了丙烯酸甲酯进入国际市场的份额。随着国民经济的发展和人民生活水平的提高，越来越多的人们开始追求更高品质的生活。在当今社会，小到衣食住行，大到国家建设，无处不存在着丙烯酸甲酯下游产品的身影。因此丙烯酸甲酯的投入生产前景广阔，意义重大。[0003]现在工业上生产丙烯酸甲酯的主导方法是丙烯氧化法。此方法是以丙烯为原料分两种路线制备丙烯酸甲酯，即一步法和两步法，一步法存在收率偏低，催化剂的稳定性较差且失活速率较快等一系列问题。二段氧化法是工业上生产丙烯酸甲酯的主要方法