3-羟基丙酸脱氢用催化剂的生产方法、3-羟基丙酸脱氢用催化剂和使用该催化剂生产丙烯酸的方法技术

本公开涉及一种制备用于3

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】3
‑
羟基丙酸脱氢用催化剂的生产方法、3
‑
羟基丙酸脱氢用催化剂和使用该催化剂生产丙烯酸的方法


[0001]本申请要求于2020年11月27日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10
‑
2020
‑
0163037的优先权和权益，该专利申请的全部内容通过引用并入本说明书中。
[0002]本说明书涉及一种制备用于3
‑
羟基丙酸的脱水反应的催化剂的方法、用于3
‑
羟基丙酸的脱水反应的催化剂和使用该催化剂制备丙烯酸的方法。

技术介绍

[0003]3‑
羟基丙酸(3
‑
HP)是一种平台化合物，能够转化成各种物质，并且可以从葡萄糖或甘油通过生物转化工艺来获得。
[0004]3‑
羟基丙酸(3
‑
HP)可以通过脱水反应转化成丙烯酸，其中，脱水反应包括：固体酸催化剂，如SiO2、TiO2、Al2O3和沸石；碱性催化剂，如氨、聚乙烯吡咯烷、金属氢氧化物和Zr(OH)4；或金属催化剂，如MgSO4、Al2(SO4)3、K2SO4、AlPO4和Zr(SO4)2，并且生成的丙烯酸的收率在60％至90％的水平。
[0005]<现有技术文献>
[0006](专利文献)KR 10
‑
2012
‑
0025888 A

技术实现思路

[0007]技术问题
[0008]本公开涉及一种制备用于3
‑
羟基丙酸的脱水反应的催化剂的方法、用于3
‑
羟基丙酸的脱水反应的催化剂和使用该催化剂制备丙烯酸的方法。
[0009]技术方案
[0010]本公开的一个实施方案提供一种制备用于3
‑
羟基丙酸的脱水反应的催化剂的方法，所述催化剂包含羟基磷灰石(HAP)和焦磷酸钙，该方法包括以下步骤：
[0011]通过将第一磷酸盐溶液滴入第一钙盐溶液中来制备磷灰石滤饼(apatite cake)；
[0012]通过将第二磷酸盐溶液滴入第二钙盐溶液中来制备焦磷酸钙(CaPP)滤饼；
[0013]通过将所述磷灰石滤饼和所述焦磷酸钙滤饼混合来制备磷酸钙滤饼；和
[0014]烧制所述磷酸钙滤饼。
[0015]本公开的一个实施方案提供一种包含羟基磷灰石相和焦磷酸钙相的用于3
‑
羟基丙酸的脱水反应的催化剂，作为用于3
‑
羟基丙酸的脱水反应的催化剂，其中，所述催化剂的所述羟基磷灰石相和所述焦磷酸钙相的重量比为10:90至80:20。
[0016]另外，本公开的一个实施方案提供一种制备丙烯酸的方法，该方法包括使用所述催化剂进行3
‑
羟基丙酸的脱水反应来制备丙烯酸的步骤。
[0017]有益效果
[0018]通过根据本公开的一个实施方案的制备用于3
‑
羟基丙酸的脱水反应的催化剂的方法制备的催化剂，当用于通过进行3
‑
羟基丙酸的脱水反应制备丙烯酸的工艺中时具有表
现出高的丙烯酸的收率的效果。
具体实施方式
[0019]在本说明书中，当一个部件“包括”某个组件时，除非有特别相反的描述，否则意味着可以进一步包括其它组件，而不是排除其它组件。
[0020]在本说明书中，物质的“相”是指某种物质聚集形成从宏观上看具有均匀的物理化学性能的系统或组的状态。这种相的存在可以使用Bruker的D4 endeavor X射线衍射仪在特定电压、电流、扫描速度和扫描步长条件下进行XRD分析来确认。即，可以通过XRD分析的结果观察并确认在特定2θ(θ)范围内出现的峰。
[0021]下文中，将更详细地描述本公开。
[0022]本公开的一个实施方案提供一种制备用于3
‑
羟基丙酸的脱水反应的催化剂的方法，所述催化剂包含羟基磷灰石(HAP)和焦磷酸钙，该方法包括以下步骤：
[0023]通过将第一磷酸盐溶液滴入第一钙盐溶液中来制备磷灰石滤饼；
[0024]通过将第二磷酸盐溶液滴入第二钙盐溶液中来制备焦磷酸钙(CaPP)滤饼；
[0025]通过将所述磷灰石滤饼和所述焦磷酸钙滤饼混合来制备磷酸钙滤饼；和
[0026]烧制所述磷酸钙滤饼。
[0027]当催化剂具有羟基磷灰石(HAP)或焦磷酸钙的单相时，存在在3
‑
羟基丙酸的脱水反应中丙烯酸的收率降低并且由于寿命短而使加工性能劣化的问题。
[0028]同时，包含羟基磷灰石和焦磷酸钙的催化剂的优点在于脱水反应的收率提高，并且由于寿命长而改善加工性能。当催化剂包含羟基磷灰石和焦磷酸钙时，可以定义为具有羟基磷灰石和焦磷酸钙的混合相。混合相是指羟基磷灰石和焦磷酸钙简单混合。
[0029]磷灰石滤饼和焦磷酸钙滤饼通过使磷酸盐溶液和钙盐溶液彼此反应来制备，并且通过研究当通过将磷酸盐溶液滴入作为母液的钙盐溶液中，而不是如常规技术中那样将钙盐溶液滴入作为母液的磷酸盐溶液中来制备各个滤饼时，容易形成混合相来完成本公开。
[0030]具体地，根据本公开的一个实施方案的制备催化剂的方法包括以下步骤：通过将第一磷酸盐溶液滴入钙盐溶液中来制备磷灰石滤饼；和通过将第二磷酸盐溶液滴入钙盐溶液中来制备焦磷酸钙滤饼。
[0031]在本说明书中，滴入是指滴入液滴形式的溶液，并且滴入量可以通过调节滴入速率(单位：体积/时间，例如，mL/min)和滴入时间来调节。对于滴入，可以使用本领域常规方法。
[0032]在本公开的一个实施方案中，通过将第一磷酸盐溶液滴入第一钙盐溶液中来制备磷灰石滤饼的步骤包括将第一磷酸盐溶液滴入包含第一钙盐溶液的浴液(bath)中的步骤，并且通过将第二磷酸盐溶液滴入第二钙盐溶液中来制备焦磷酸钙滤饼的步骤包括将第二磷酸盐溶液滴入包含第二钙盐溶液的浴液中的步骤。
[0033]在本公开的一个实施方案中，通过将第一磷酸盐溶液滴入第一钙盐溶液中来制备磷灰石滤饼的步骤包括将第一磷酸盐溶液滴入包含第一钙盐溶液的浴液中的步骤。具体地，在制备包含第一钙盐溶液的浴液后，可以将第一磷酸盐溶液缓慢滴入浴液中。
[0034]在本公开的一个实施方案中，通过将第二磷酸盐溶液滴入第二钙盐溶液中来制备焦磷酸钙滤饼的步骤包括将第二磷酸盐溶液滴入包含第二钙盐溶液的浴液中的步骤。具体
地，在制备包含第二钙盐溶液的浴液后，可以将第二磷酸盐溶液缓慢滴入浴液中。
[0035]滴入速率可以分别为0.1mL/min以上且10mL/min以下，或者1mL/min以上且10mL/min以下。如果低于上述范围，则反应缓慢而使加工性能劣化，如果超过该速率，则迅速发生反应并且会产生沉淀，因此优选将反应调节在上述范围内。
[0036]通过将磷酸盐溶液滴入钙盐溶液中来制备磷酸钙盐的步骤不同于通过将钙盐溶液滴本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种制备用于3
‑
羟基丙酸的脱水反应的催化剂的方法，所述催化剂包含羟基磷灰石(HAP)和焦磷酸钙，所述方法包括以下步骤：通过将第一磷酸盐溶液滴入第一钙盐溶液中来制备磷灰石滤饼；通过将第二磷酸盐溶液滴入第二钙盐溶液中来制备焦磷酸钙(CaPP)滤饼；通过将所述磷灰石滤饼和所述焦磷酸钙滤饼混合来制备磷酸钙滤饼；和烧制所述磷酸钙滤饼。2.根据权利要求1所述的方法，其中，在通过将所述磷灰石滤饼和所述焦磷酸钙滤饼混合来制备磷酸钙滤饼的步骤中，所述磷灰石滤饼和所述焦磷酸钙滤饼的重量比为10:90至80:20。3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一钙盐溶液和所述第二钙盐溶液各自具有0.1M以上且5M以下的钙盐浓度。4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一磷酸盐溶液和所述第二磷酸盐溶液各自具有0.1M以上且5M以下的磷酸盐浓度。5.根据权利要求1所述的方法，其中，通过将第一磷酸盐溶液滴入第一钙盐溶液中来制备磷灰石滤饼的步骤包括将所述第一磷酸盐溶液滴入包含所述第一钙盐溶液的浴液中的步骤，并且通过将第二磷酸盐溶液滴入第二钙盐溶液中来制备焦磷酸钙滤饼的步骤包括将所述第二磷酸盐溶液滴入包含所述第二钙盐溶液的浴液中的步骤。6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一磷酸盐溶液的滴入和所述第二磷酸盐溶液的滴入分别进行30秒以上且1小时以下。7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一磷酸盐是选自Li3PO4、Na3PO4和...

【专利技术属性】
技术研发人员：金宰莹，方晸业，崔在淳，
申请(专利权)人：株式会社LG化学，
类型：发明
国别省市：