低碳醇制备低碳羧酸的催化剂及其应用制造技术

一种2

【技术实现步骤摘要】
低碳醇制备低碳羧酸的催化剂及其应用


[0001]本申请属于化学催化
，具体涉及一种醇类物质催化脱氢制备羧酸类物质的催化剂。

技术介绍

[0002]2‑
乙基己酸是一种重要的精细化工原料，广泛应用于医药原料、润滑剂、橡胶黏合剂、油品添加剂、防锈剂、防冻剂、催干剂、固化剂、涂料、油墨、玻璃钢等行业。此外，其金属盐类是一类环烷酸盐的升级换代产品，广泛应用于塑料行业，其酯类是优良的增塑剂。在制冷行业，2
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乙基己酸用于无氟制冷的。在橡胶行业，其钴盐可用作。在石油化工和日用化工行业，可用来制作各种化学萃取剂、烃类胶凝剂。它的酯类还可作为食品添加剂、饲料添加剂、渔业杀菌剂、生物助长剂分别用于食品加工业、农业和渔业。
[0003]2‑
乙基己醇催化脱氢法制备2
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乙基己酸，因其操作简单、选择性高、设备投入低等优势成为许多企业采用的2
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乙基己酸生产工艺。该工艺的催化剂为一些金属氧化物(ZnO，MgO，CuO等)。譬如，中国专利公开第CN106278875A，一种异辛酸的制备方法，异辛醇和强碱反应，反应体系还加入锌化合物。因反应过程中强碱性和高温条件对催化剂结构的破坏，使得目前催化剂多为一次性催化剂，后续再生和循环利用受到极大的限制。

技术实现思路

[0004]本申请的目的在于提供一种低碳醇催化脱氢制备低碳羧酸的催化剂。该催化剂催化性能好，在碱性环境中能够有效提高2
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乙基己醇的转化率和2
‑
乙基己酸的选择性。尤其，在2
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乙基
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己醇催化脱氢制备2
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乙基己酸的反应体系，2
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乙基己酸的选择性高。
[0005]本申请的另一目的在于提供一种2
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乙基己醇催化脱氢制备2
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乙基己酸的催化剂，具有耐碱、耐高温性，能够明显提高催化剂的使用次数和寿命。
[0006]本申请的再一个目的在于提供一种2
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乙基己醇催化脱氢制备2
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乙基己酸的催化剂的制备方法。
[0007]一种低碳醇催化脱氢制备低碳酸的催化剂，包括金属元素以及羟基磷灰石，所述的金属元素包括Mg、Ti、Mn、Cu、Zn、Zr，Ni，Ce中的一种或多种元素，所述金属元素的含量在0.5wt％
‑
50wt％。
[0008]所述的低碳醇为碳原子数低于8个碳原子数的饱和一元醇，低碳羧酸为碳原子数低于8个碳原子数的饱和一元酸。
[0009]这种催化剂尤其用于2
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乙基己醇催化脱氢制备2
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乙基己酸的反应体系中，具有很好的催化性能。具有耐碱、耐高温的优势，可循环使用。
具体实施方式
[0010]下面对本申请的一种2
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乙基己醇催化脱氢制备2
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乙基己酸的催化剂进一步详细叙述。并不限定本申请的保护范围，其保护范围以权利要求书界定。某些公开的具体细节对
各个公开的实施方案提供全面理解。然而，相关领域的技术人员知道，不采用一个或多个这些具体的细节，而采用其他的材料等的情况也可实现实施方案。
[0011]除非上下文另有要求，在说明书以及权利要求书中，术语“包括”、“包含”应理解为开放式的、包括的含义，即为“包括，但不限于”。
[0012]在说明书中所提及的“实施方案”、“一实施方案”、“另一实施方案”或“某些实施方案”等是指与所述实施方案相关的所描述的具体涉及的特征、结构或特性包括在至少一个实施方案中。因此，“实施方案”、“一实施方案”、“另一实施方案”或“某些实施方案”没有必要均指相同的实施方案。且，具体的特征、结构或者特性可以在一种或多种实施方案中以任何的方式相结合。说明书中所揭示的各个特征，可以任何可提供相同、均等或相似目的的替代性特征取代。因此除有特别说明，所揭示的特征仅为均等或相似特征的一般性例子。
[0013]下面结合具体实施例，进一步阐述本申请。应理解，这些实施例仅用于说明本申请而不用于限制本申请的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件或按照制造厂商所建议的条件。除非另外说明，否则所有的百分数、比率、比例、或份数按重量计。
[0014]本申请中，溶液的浓度单位“M”表示mol/L。
[0015]本申请的低碳醇催化脱氢制备低碳羧酸的催化剂，包括金属元素以及羟基磷灰石，所述的金属元素包括Mg、Ti、Mn、Cu、Zn、Zr，Ni，Ce中的一种或多种元素，所述金属元素的含量在0.5wt％
‑
50wt％。
[0016]金属元素的含量是指金属元素的质量与催化剂总质量的比例。
[0017]本申请催化剂通过金属M
‑
PO
x
的键合，将金属元素掺杂在羟基磷灰石(HAP)结构内，在反应过程中，由于该催化剂的耐碱性，活性位点与反应底物和碱液的接触面积高，提高了催化剂的催化活性以及稳定性。另外，由于分散了活性金属位点，提高了原子利用率，使得反应在每个分散位点上独立完成，提高了选择性。载体本身能够提高一部分碱性位点，与活性金属存在共同脱氢的协同作用，进一步提高反应转化率。
[0018]该催化剂中的金属元素都是以氧化物形式存在。催化效果好。
[0019]在某些实施方式中，金属元素包括Cu、Zn中的一种或多种元素。
[0020]在某些实施方式中，所述金属元素的含量在10wt％
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30wt％。
[0021]通过调控活性金属的化学组成环境，增强了载体和活性金属的相互作用，大幅提高了活性金属氧化物的耐碱耐高温性质。
[0022]另一方面，低碳醇催化脱氢制备低碳羧酸的催化剂的制备方法，包括：
[0023]1)含磷元素的可溶性盐与含金属元素的可溶性溶液混合，得到溶液A，金属元素包括Mg、Ti、Mn、Cu、Zn、Zr，Ni，Ce中的一种或多种元素；
[0024]2)含钙元素的可溶性盐与溶液A混合，并调节其为碱性，得到混合物B；
[0025]3)加热混合溶液B，析出晶体，得到的晶体经水洗、干燥、焙烧后得到催化剂。
[0026]在本申请中的催化剂，先将磷元素溶液与活性金属元素混合，然后再于钙元素的溶液混合，是通过水热法一步成型，在结晶过程中，形成HAP，且将活性金属元素均匀地引入HAP中，表现出很好的2
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乙基己醇催化脱氢的性能和更高的稳定性。
[0027]步骤1)中含磷元素的可溶性盐与含金属元素的可溶性溶液中，磷元素与金属元素的摩尔比1:(0.28
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0.8)。步骤2)中钙元素的可溶性盐的钙元素与含磷元素的可溶性盐的磷
元素的摩尔比为5:(3.0
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3.5)。在某些实施方式中，步骤2)中，含钙元素的可溶性盐与溶液A混合，并碱溶液并调节混合溶液的pH为1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低碳醇催化脱氢制备低碳羧酸的催化剂，包括金属元素以及羟基磷灰石，所述的金属元素包括Mg、Ti、Mn、Cu、Zn、Zr，Ni，Ce中的一种或多种元素，所述金属元素的含量在0.5wt％
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50wt％；优选的，低碳醇为2
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乙基己醇，低碳酸为2
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乙基己酸；优选的，所述金属元素的含量在10wt％
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30wt％。2.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于，金属元素包括Cu、Zn、Ce中的一种或多种元素。3.一种权利要求1或2所述的催化剂的制备方法，包括：1)含磷元素的可溶性盐与含金属元素的可溶性溶液混合，得到溶液A，金属元素包括Mg、Ti、Mn、Cu、Zn、Zr，Ni，Ce中的一种或多种元素；2)含钙元素的可溶性盐中滴加溶液A，并调节其为碱性直至pH＝12，得到混合溶液B；3)加热混合溶液B，析出晶体，得到的晶体经水洗、干燥、焙烧后得到催化剂；优选的，混合溶液B在110℃
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150℃温度下析出晶体。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：步骤1)中含磷元素的可溶性盐与含金属元素的可溶性溶液中，磷元素与金属元素的摩尔比1:(0.28
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【专利技术属性】
技术研发人员：闫昊，孟凡宇，周鑫，赵辉，杨朝合，郑子渊，刘洋希，
申请(专利权)人：岳阳恒忠新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：