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改性复合催化剂及其制备方法以及在甲基丙烯酸甲酯合成反应中的应用技术

技术编号:44110015 阅读:1 留言:0更新日期:2025-01-24 22:35
本发明专利技术涉及精细化工领域,公开了一种改性复合催化剂及其制备方法以及在甲基丙烯酸甲酯合成反应中的应用。所述改性复合催化剂的孔径呈双峰分布,第一孔径为0.4‑0.6nm,第二孔径为9‑15nm;所述改性复合催化剂由微孔‑介孔复合材料经酸化处理得到,其中,所述微孔‑介孔复合材料包括氢型ZSM‑35分子筛和氧化铝,且以所述微孔‑介孔复合材料的总重量为基准,所述氢型ZSM‑35分子筛的含量为30‑90重量%,所述氧化铝的含量为10‑70重量%。该改性复合催化剂用于甲基丙烯酸酯化反应,能够得到更高的甲基丙烯酸转化率和甲基丙烯酸甲酯选择性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及精细化工领域,具体地,涉及一种改性复合催化剂及其制备方法以及在甲基丙烯酸甲酯合成反应中的应用


技术介绍

1、作为一类重要的有机化工产品和有机化工原料,甲基丙烯酸甲酯(mma)的工业生产水平及生产能力对我国的化工行业发展具有重要影响。mma主要用于有机玻璃(pmma)、涂料、纺织、粘接剂、皮革、造纸、地板抛光、不饱和树脂改性、甲基丙烯酸高级酯类、木材浸润剂、印染助剂及塑料的增塑剂等行业。近年来,国内外mma的聚合物、型材、板材、涂料、乳液等需求增长,应用领域在不断拓宽,推动着mma行业的快速发展。

2、酯化催化剂是mma生产的核心技术。对于甲基丙烯酸与甲醇的酯化反应而言,以硫酸、磷酸、硼酸等无机酸作为催化剂的传统生产工艺逐渐被淘汰,以对苯甲磺酸等有机酸作为催化剂也存在环境污染严重、选择性低、产品难以分离的缺点。比较而言,用于多相反应的酯化催化剂是当前比较活跃的研究领域。最新的报道中,研究人员不断尝试将酸性树脂、有机锡化合物、稀土固体超强酸、路易斯酸等催化剂用于羧酸酯的合成中,均取得了有意义的实验结果。

3、目前,工业上普遍使用酸性阳离子交换树脂进行甲基丙烯酸甲酯的生产,阳离子交换树脂在酯化反应中表现出稳定性好、选择性高、成本较低、易于分离等优点。但是阳离子交换树脂本身耐热性差(一般不高于250℃即会分解)、比表面积和孔体积较小,而且阳离子交换树脂易溶胀,作为酯化催化剂的反应活性较差、酯收率偏低。随着mma的需求日益增强,采用绿色环保工艺合成甲基丙烯酸甲酯前景广阔。目前,固载型酯化催化剂在甲基丙烯酸甲酯的合成中受到越来越多的重视。对研究人员来说,开发性能优异的酯化催化剂,提高反应效率、抑制副产物生成是未来的重要工作方向。


技术实现思路

1、本专利技术的目的是为了克服目前甲基丙烯酸甲酯生产过程中甲基丙烯酸转化率不高、甲基丙烯酸甲酯收率较低的问题,提供一种改性复合催化剂及其制备方法以及在甲基丙烯酸甲酯合成反应中的应用,该改性复合催化剂用于甲基丙烯酸酯化反应,能够得到更高的甲基丙烯酸转化率和甲基丙烯酸甲酯选择性。

2、为了实现上述目的,本专利技术第一方面提供了一种改性复合催化剂,其中,所述改性复合催化剂的孔径呈双峰分布,第一孔径为0.4-0.6nm,第二孔径为9-15nm;所述改性复合催化剂由微孔-介孔复合材料经酸化处理得到,其中,所述微孔-介孔复合材料包括氢型zsm-35分子筛和氧化铝,且以所述微孔-介孔复合材料的总重量为基准,所述氢型zsm-35分子筛的含量为30-90重量%,所述氧化铝的含量为10-70重量%。

3、本专利技术第二方面提供了一种前述所述的改性复合催化剂的制备方法,其中,所述的制备方法包括:

4、(1)将微孔-介孔复合材料与酸的水溶液混合进行接触反应,得到混合物;

5、(2)将所述混合物过滤得到固体产物,将所述固体产物进行洗涤、干燥和焙烧处理,得到改性复合催化剂。

6、本专利技术第三方面提供了一种前述所述的改性复合催化剂在甲基丙烯酸甲酯合成反应中的应用。

7、通过上述技术方案,与现有技术相比,本专利技术的技术方案具有以下优点:

8、(1)本专利技术所提供的改性复合催化剂结构稳定,反应过程中不变形、不溶胀,用于合成甲基丙烯酸甲酯时甲基丙烯酸转化率高,甲基丙烯酸甲酯选择性高。

9、(2)本专利技术所提供的改性复合催化剂原料易得,制备方法工艺简单,条件易于控制,产品重复性好。

10、(3)本专利技术所提供的改性复合催化剂用于合成甲基丙烯酸甲酯时工艺条件温和,对反应装置要求不高。

11、本专利技术的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

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【技术保护点】

1.一种改性复合催化剂,其特征在于,所述改性复合催化剂的孔径呈双峰分布,第一孔径为0.4-0.6nm,第二孔径为9-15nm;所述改性复合催化剂由微孔-介孔复合材料经酸化处理得到,其中,所述微孔-介孔复合材料包括氢型ZSM-35分子筛和氧化铝,且以所述微孔-介孔复合材料的总重量为基准,所述氢型ZSM-35分子筛的含量为30-90重量%,所述氧化铝的含量为10-70重量%。

2.根据权利要求1所述的改性复合催化剂,其中,所述改性复合催化剂的孔径呈双峰分布,第一孔径为0.5-0.6nm,第二孔径为9.8-14.8nm。

3.根据权利要求1或2所述的改性复合催化剂,其中,所述改性复合催化剂的比表面积为220-380m2/g,孔体积为0.2-0.8cm3/g;

4.根据权利要求1所述的改性复合催化剂,其中,以所述微孔-介孔复合材料的总重量为基准,所述氢型ZSM-35分子筛的含量为40-80重量%,所述氧化铝的含量为20-60重量%;

5.根据权利要求1或4所述的改性复合催化剂,其中,所述微孔-介孔复合材料的比表面积为250-400m2/g,孔体积为0.3-0.9cm3/g;

6.根据权利要求1-5中任意一项所述的改性复合催化剂,其中,所述微孔-介孔复合材料的制备方法包括:

7.根据权利要求6所述的改性复合催化剂,其中,所述含铝前驱体选自拟薄水铝石、铝溶胶、一水软铝石和氢氧化铝凝胶中的一种或多种,优选为拟薄水铝石。

8.根据权利要求6所述的改性复合催化剂,其中,所述稀硝酸的浓度为0.5-15%,优选为1-10%;

9.一种权利要求1-8中任意一项所述的改性复合催化剂的制备方法,其特征在于,所述的制备方法包括:

10.根据权利要求9所述的制备方法,其中,所述酸为硫酸;

11.一种权利要求1-8中任意一项所述的改性复合催化剂在甲基丙烯酸甲酯合成反应中的应用。

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【技术特征摘要】

1.一种改性复合催化剂,其特征在于,所述改性复合催化剂的孔径呈双峰分布,第一孔径为0.4-0.6nm,第二孔径为9-15nm;所述改性复合催化剂由微孔-介孔复合材料经酸化处理得到,其中,所述微孔-介孔复合材料包括氢型zsm-35分子筛和氧化铝,且以所述微孔-介孔复合材料的总重量为基准,所述氢型zsm-35分子筛的含量为30-90重量%,所述氧化铝的含量为10-70重量%。

2.根据权利要求1所述的改性复合催化剂,其中,所述改性复合催化剂的孔径呈双峰分布,第一孔径为0.5-0.6nm,第二孔径为9.8-14.8nm。

3.根据权利要求1或2所述的改性复合催化剂,其中,所述改性复合催化剂的比表面积为220-380m2/g,孔体积为0.2-0.8cm3/g;

4.根据权利要求1所述的改性复合催化剂,其中,以所述微孔-介孔复合材料的总重量为基准,所述氢型zsm-35分子筛的含量为40-80重量%,所述氧化铝...

【专利技术属性】
技术研发人员:刘红梅邵芸江珊刘东兵
申请(专利权)人:中国石油化工股份有限公司
类型:发明
国别省市:

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