【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及催化剂，具体涉及一种成型的羟基丙酮催化剂及其制备方法和应用。
技术介绍
1、羟基丙酮是一类重要的化工原料，广泛应用于食品、医药和化学工业中。近年来，迅速升温的生物柴油投资热使生产过程中副产的甘油出现过剩。因此为这些甘油寻找有效利用的新途径受到广泛关注。其中通过催化甘油脱水来生产羟基丙酮被认为是一种具有潜在应用价值的有效方法。
2、在甘油脱水制备羟基丙酮的过程中，催化剂起着至关重要的作用。由于目前实验室研究的大多是粉体催化剂，如果将其直接运用于实际工业中会导致催化剂床层压降大，易造成催化剂床层堵塞等问题，且装卸复杂。因此实际工业上使用的催化剂大多都是具有一定形状的成型催化剂，其具有易装卸、易运输，易安装等优点，因此考虑将粉体催化剂进行成型工艺的探究是将催化剂从实验室研究阶段迈向实际工业应用的必备环节。
3、研究表明，采用压片的方式进行催化剂的成型，助剂的类型与添加量对催化剂的性能及其成型后的强度有很大的影响，其可以影响到催化剂的比表面及其孔径分布变化。故在助剂的选择上对催化剂性能可能产生重大影响，通常来讲催化剂表面积越大，活性越高，生产能力越大，因此催化剂成型的关键问题在于如何保证催化剂机械强度以及压力降允许的前提下，尽可能提高催化剂的表面积利用率。
4、可见，催化剂的成型方法对催化剂的强度、活性以及产品的转化率等许多性能具有显著的影响。根据目前催化剂的成型方法和催化剂的应用，亟需研发一种具有高强度和催化活性的催化剂成型方法，能够达到工业上对甘油制备羟基丙酮催化剂的要求和标准，在甘
技术实现思路
1、为解决上述技术问题，本专利技术提供一种成型的羟基丙酮催化剂，本专利技术通过研究成型方法及一些添加剂对成型后对催化效果以及催化剂本身寿命的影响，发现了一种具有较长催化寿命的催化效率高的催化剂，该催化剂能够使得甘油具有高的转化率，最高可达99％以上，且主产物羟基丙酮的选择性也很高；另外还提供了制备该成型催化剂的制备方法剂应用。
2、具体地，一方面，本专利技术提高了一种成型的羟基丙酮催化剂，其由羟基丙酮催化剂粉料、粘结剂、造孔剂与稀酸溶液制备获得。
3、在一些实施例中，所述催化剂具有bet比表面积55～130m2/g；bjh孔容为0.4-0.8cm3/g；平均孔径为10-20nm；侧压强度为30-120n/cm。
4、在一些实施例中，所述催化剂通过以下步骤制得：
5、(1)将羟基丙酮催化剂粉料与粘结剂、造孔剂混合后，加入稀酸溶液捏合均匀，干燥，粉碎得到粒度为40-200目的混合物；
6、(2)将步骤(1)获得的混合物与液体或固体润滑剂混合均匀，并在2-10kn的压力下进行压片，制成圆柱颗粒；
7、(3)将步骤(2)获得的圆柱颗粒在300-600℃温度下焙烧2-24h得到羟基丙酮催化剂。
8、在一些实施例中，所述圆柱颗粒直径为3-5mm，长度为5-8mm。
9、在一些实施例中，所述液体或固体润滑剂选自甘油、乙二醇、石墨中的一种或多种。
10、在一些实施例中，所述液体或固体润滑剂的添加量为所述羟基丙酮催化剂粉料质量的0.5％～3％；优选地，所述液体或固体润滑剂的添加量为所述羟基丙酮催化剂粉料质量的1.5％～2.5％；优选地，所述液体或固体润滑剂的添加量为所述羟基丙酮催化剂粉料质量的2％。
11、在一些实施例中，所述羟基丙酮催化剂粉料为改性或未改性的铜基羟基丙酮催化剂。
12、在一些实施例中，所述羟基丙酮催化剂粉料是氧化铜含量为35％-55％的固体催化剂。
13、在一些实施例中，所述羟基丙酮催化剂粉料选自：cu-zr-al羟基丙酮催化剂粉末、cu-cr羟基丙酮催化剂粉末和cu-cr-ce羟基丙酮催化剂粉末中的至少一种。
14、在一些实施例中，所述粘结剂选自：水铝石、磷酸铝、羟丙基甲基纤维素、聚乙烯醇和膨润土中的至少一种。
15、在一些实施例中，所述粘结剂选自：水铝石、聚乙烯醇和聚丙烯酸中的至少一种。
16、在一些实施例中，所述造孔剂选自：聚环氧乙烷、脂肪酸甘油酯、聚乙二醇和聚乙烯吡咯烷酮中的至少一种。
17、在一些实施例中，所述造孔剂选自：聚环氧乙烷、脂肪酸甘油酯和聚乙烯吡咯烷酮中的至少一种。
18、在一些实施例中，所述稀酸溶液是易分解或被氧化为气体的酸。
19、在一些实施例中，所述稀酸溶液选自：甲酸水溶液、硝酸水溶液、乙酸水溶液、草酸水溶液和丙二酸水溶液的至少一种。
20、在一些实施例中，所述稀酸溶液的质量浓度为1-10％。
21、在一些实施例中，所述稀酸溶液的质量浓度为3-5％。
22、在一些实施例中，以所述羟基丙酮催化剂粉料质量为基准，所述粘结剂添加量为所述羟基丙酮催化剂粉料质量的3-10％；所述造孔剂添加量为所述羟基丙酮催化剂粉料质量的1-5％；所述稀酸溶液添加量为所述羟基丙酮催化剂粉料质量的10-80％。
23、在一些实施例中，所述粘结剂添加量为所述羟基丙酮催化剂粉料质量的3-5％；所述造孔剂添加量为所述羟基丙酮催化剂粉料质量的2-4％；所述稀酸溶液添加量为所述羟基丙酮催化剂粉料质量的30-50％。
24、本专利技术提供的羟基丙酮催化剂在甘油脱水制备羟基酮反应中，催化剂反应寿命不低于600小时，可以长时间保存性能不下降。
25、另一方面，本专利技术提供了一种成型的羟基丙酮催化剂的制备方法，所述催化剂通过以下步骤制得：
26、(1)将羟基丙酮催化剂粉料与粘结剂、造孔剂混合后，加入稀酸溶液捏合均匀，干燥，粉碎得到粒度为80-200目的混合物；其中干燥温度为100-130℃，干燥时间2-24h；
27、(2)将步骤(1)获得的混合物与液体或固体润滑剂混合均匀，并在5-10kn的压力下进行压片，制成圆柱颗粒；所述圆柱颗粒直径为3-5mm，长度为5-8mm；
28、(3)将步骤(2)获得的圆柱颗粒在300-600℃温度下焙烧4-24h得到羟基丙酮催化剂。
29、在本专利技术的一些实施例中，所述压片可以采用干压成型机。
30、在一些制备方法实施例中，所述液体或固体润滑剂选自甘油、乙二醇、石墨中的一种或多种。
31、在一些制备方法实施例中，所述液体或固体润滑剂的添加量为所述羟基丙酮催化剂粉料质量的0.5％～3％；优选地，所述液体或固体润滑剂的添加量为所述羟基丙酮催化剂粉料质量的1.5％～2.5％；优选地，所述液体或固体润滑剂的添加量为所述羟基丙酮催化剂粉料质量的2％。
32、在一些制备方法实施例中，所述羟基丙酮催化剂粉料为改性或未改性的铜基羟基丙酮催化剂。
33、在一些制备方法实施例中，所述羟基丙酮催化剂粉料是氧化铜含本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种成型的羟基丙酮催化剂，其由羟基丙酮催化剂粉料、粘结剂、造孔剂与稀酸溶液制备获得。
2.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于，所述催化剂成型后具有BET比表面积55～130m2/g；BJH孔容为0.4-0.8cm3/g；平均孔径为10-20nm；侧压强度为30-120N/cm。
3.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于，所述催化剂通过以下步骤制得：
4.根据权利要求1-3任一项所述的催化剂，其特征在于，所述羟基丙酮催化剂粉料为改性或未改性的铜基羟基丙酮催化剂；优选地，所述羟基丙酮催化剂粉料是氧化铜含量为35％-55％的固体催化剂；优选地，所述羟基丙酮催化剂粉料选自：Cu-Zr-Al羟基丙酮催化剂粉末、Cu-Cr羟基丙酮催化剂粉末和Cu-Cr-Ce羟基丙酮催化剂粉末中的至少一种。
5.根据权利要求1-3任一项所述的催化剂，其特征在于，所述粘结剂选自：水铝石、磷酸铝、羟丙基甲基纤维素、聚乙烯醇和膨润土中的至少一种。
6.根据权利要求1-3任一项所述的催化剂，其特征在于，所述造孔剂选自：聚环氧乙烷、聚丙烯酸、脂肪酸甘
7.根据权利要求1-3任一项所述的催化剂，其特征在于，所述稀酸溶液是易分解或被氧化为气体的酸；优选地，所述稀酸溶液选自：甲酸水溶液、硝酸水溶液、乙酸水溶液、草酸水溶液和丙二酸水溶液的至少一种；优选地，所述稀酸溶液的质量浓度为1-10％；优选地，所述稀酸溶液的质量浓度为3-5％。
8.根据权利要求1-3任一项所述的催化剂，其特征在于，以所述羟基丙酮催化剂粉料质量为基准，所述粘结剂添加量为所述羟基丙酮催化剂粉料质量的3-10％；所述造孔剂添加量为所述羟基丙酮催化剂粉料质量的1-5％；所述稀酸溶液添加量为所述羟基丙酮催化剂粉料质量的10-80％；优选地，所述粘结剂添加量为所述羟基丙酮催化剂粉料质量的3-5％；所述造孔剂添加量为所述羟基丙酮催化剂粉料质量的2-4％；所述稀酸溶液添加量为所述羟基丙酮催化剂粉料质量的30-50％。
9.一种成型的羟基丙酮催化剂的制备方法，所述催化剂通过以下步骤制得：
10.权利要求1-8任一项所述的成型的羟基丙酮催化剂或权利要求9所述成型的羟基丙酮催化剂的制备方法制备的成型的羟基丙酮催化剂在催化甘油脱水合成羟基丙酮中的用途。
...【技术特征摘要】
1.一种成型的羟基丙酮催化剂，其由羟基丙酮催化剂粉料、粘结剂、造孔剂与稀酸溶液制备获得。
2.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于，所述催化剂成型后具有bet比表面积55～130m2/g；bjh孔容为0.4-0.8cm3/g；平均孔径为10-20nm；侧压强度为30-120n/cm。
3.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于，所述催化剂通过以下步骤制得：
4.根据权利要求1-3任一项所述的催化剂，其特征在于，所述羟基丙酮催化剂粉料为改性或未改性的铜基羟基丙酮催化剂；优选地，所述羟基丙酮催化剂粉料是氧化铜含量为35％-55％的固体催化剂；优选地，所述羟基丙酮催化剂粉料选自：cu-zr-al羟基丙酮催化剂粉末、cu-cr羟基丙酮催化剂粉末和cu-cr-ce羟基丙酮催化剂粉末中的至少一种。
5.根据权利要求1-3任一项所述的催化剂，其特征在于，所述粘结剂选自：水铝石、磷酸铝、羟丙基甲基纤维素、聚乙烯醇和膨润土中的至少一种。
6.根据权利要求1-3任一项所述的催化剂，其特征在于，所述造孔剂选自：聚环氧乙烷、聚丙烯酸、脂肪酸甘油酯、聚乙二醇和聚乙烯吡咯烷酮...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘学魁，张诺伟，林文辉，杨景祥，江朝钦，
申请(专利权)人：厦门欧米克生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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