醇和铝催化合成烷氧基铝的方法技术

本发明专利技术属于催化合成技术领域。醇和铝催化合成烷氧基铝的方法，由醇和铝进行催化反应，其特点是C4-C10醇与金属铝，用碘、有机可溶性钛盐及烷氧基铝化合物作复合催化剂，反应温度120℃-200℃，反应压力为常压-0.4Mpa，反应时间为1-6小时，催化反应生成烷氧基铝。本发明专利技术使反应在较温和的条件下进行，减少了副反应的发生，可得到较高的收率，且工艺简单，降低了产物提纯的操作成本，可使醇和铝催化合成烷氧基铝实现工业化生产。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术属于催化合成
，特别是涉及一种。烷氧基铝的合成方法，早在五、六十年代国外就进行了大量研究，最初的Alfol法是用乙烯与铝反应生成三乙基铝，再进行调聚增链成高烷基铝，控制一定条件下在空气中氧化成产品长链烷氧基铝，并在七十代实现了工业化，这种生产醇铝的方法最初的为了制备高碳醇而设计的，水解后产生的氧化铝作为副产品。若以制备氧化铝为目的，用此法制备烷氧基铝，将在后续工艺中产生大量副产品高碳醇，并且工艺流程长、投资高、设备复杂等缺点。铝反应生成烷氧基铝的方法，此法的优点是反应简单、设备投资较少且烷氧基铝水解的副产物醇可以循环使用。反应式如下在上式反应中，CnH2n+1OH，n≥6可保证醇在水中的溶解最小。醇与铝反应是强放热反应，每摩尔铝放热约95Kcal。同时释放出大量的氢气。美国专利263638865、2666076等对使用催化剂进行醇铝制备都作了详细说明。专利技术者Rex等人用1％的氯化汞加入醇中，再加入大颗粒的铝进行反应，目的是除去金属表面的氧化膜。在实验中他也使用了FeCl3、SnCl2、CuCl2、BrO3、I2做催化剂取得了一定的效果。美国专利4745204专利技术了用金属镓或镓与铝按一定比例制成合金做为催化剂与5-10碳醇反应，反应活性较高，其缺点是镓金属昂贵难得，同时也增加了分离成本，不适宜大工业生产。在US3717666中Kobetz等人专利技术了用烷氧基醇做为催化剂，它的特点是不需要金属铝与汞化合物、卤素、钛、硅、锆、钠等混合，只要把铝进行物理切割、粉碎到足够细就能很好地反应，避免了杂质元素的混入。在US3963482中Kondis等人用反应物醇做为介质，通过球磨金属铝粉使铝表面的氧化层脱落，达到活化的目的，同时球磨容器中充以惰性气体来保护金属铝再氧化，指出氧对铝表面的氧化是较快的，微量的氧可使铝粉氧化并粘结，不利于反应快速进行。在US4670573中Greco等人对球磨活化进行了改进，他是对金属铝粉直接进行球磨活化，球磨瓶中充惰性气体，并加入微量的催化剂，如HgCl2、丁基卡必醇或丁基卡必醇钠。在活化铝表面的同时，铝表面也被催化剂所包覆，在惰性气体保护下放入反应器中与醇进行反应，表现出较高的转化率，转化率在90％左右。己醇与铝反应由于铝上的氧化膜使反应难以进行完全。综观各种专利说明，其转化率都较低，由于反应产物提纯很困难，这就直接影响烷氧基铝的使用效果。本专利技术的目的是采用一种复合态的催化剂，使反应在较低温度、较低压力的情况下顺利进行，制备高品质的烷氧基铝。最终产品可得到高品质的氧化铝。本专利技术所使用的金属铝可以是切销铝屑、铝豆、铝粉等，其纯度最好是99％以上，这样可保证产品有较低的杂质量。己醇为一般的工业品，如天然醇、石化馏分醇等纯度大于99％。反应的原料按化学计量比可以是铝∶醇＝1∶1.1-1.8，最好是1∶1.2-1.5反应温度一般控制在120℃-200℃，最好为150℃-180℃反应压力控制在0.03-0.2MPa，反应时间1-6小时，催化剂的组份可由碘元素、有机可溶性钛盐及烷氧基化合物所组成。钛盐可以是羧酸钛、烷氧基钛及其它有机钛。烷氧基化合物可以是烷氧基铝等化合物。它们的比为1∶0.01-0.1∶2-8。催化剂的加入量范围在5×10-3-5×10-1g/mol醇。收率可达到95-98％。本专利技术若没有有效的催化剂，将使反应温度提高20-60℃，压力提高0.1-0.5Mpa，同时将产生许多副反应，并产生碳化现象，使产品的品质大幅度下降。本专利技术采用如下技术方案，由醇和铝进行催化反应，其特点是C4-C10醇与金属铝，用碘、有机可溶性钛盐及烷氧基铝化合物作复合催化剂，反应温度120℃-200℃，反应压力为常压-0.4Mpa，催化反应生成烷氧基铝。本专利技术还可以采用如下技术措施上述的，其特点是复合催化剂的有机可溶性钛盐是羧酸钛、烷氧基钛。上述的，其特点是醇为己醇，己醇与金属铝的比为化学反应量过量10-40％。上述的，其特点是己醇与金属铝的比为化学反应量过量15-25％。上述的，其特点是金属铝为金属铝屑、金属铝粉、铝锭及回收铝料。上述的，其特点是复合催化剂的组份为碘、有机可溶性钛盐和烷氧基铝化合物的比为1∶0.01-0.1∶2-8，催化剂的加入量为0.005-0.5g/mol醇。上述的，其特点是反应温度为150℃-180℃。上述的，其特点是反应压力为0.03-0.2Mpa。上述的，其特点是反应时间为1-6小时。上述的，其特点是反应时间为2-4小时。本专利技术具有的优点和积极效果本专利技术使反应在较温和的条件下进行，减少了副反应的发生，可得到较高的收率，且工艺简单，降低了产物提纯的操作成本，可使醇和铝催化合成烷氧基铝实现工业化生产。实施例2在带搅拌及冷凝器的2升高压釜中，加入420克己醇，含量为99.5％，加入金属铝粉28g，再加入碘、羧酸钛和烷氧基铝重量比为1∶0.04∶4的复合催化剂0.08g。升温至160℃开始反应，维持温度在180℃，压力控制在0.04MPa，待放大量出氢气后，持续反应2小时后，降温，分析反应转化率在96.1％，以金属铝的转化计算为准。实施例3 在带搅拌及冷凝器的2升高压釜中，加入420克己醇，含量为99.5％，加入金属铝粉28g，再加入碘、羧酸钛和烷氧基铝重量比为1∶0.03∶5的复合催化剂0.1g。升温至160℃开始反应，维持温度在180℃，压力控制在0.04MPa，待放大量出氢气后，持续反应2小时后，降温，分析反应转化率在98.0％，以金属铝的转化计算为准。实施例4在带搅拌及冷凝器的2升高压釜中，加入420克己醇，含量为99.5％，加入金属铝粉28g，再加入碘、羧酸钛和烷氧基铝重量比为1∶0.05∶4的复合催化剂0.3g。升温至140℃开始反应，维持温度在180℃，压力控制在0.04MPa，待放大量出氢气后，持续反应2小时后，降温，分析反应转化率在98.7％，以金属铝的转化计算为准。实施例5对比例在带搅拌及冷凝器的2升高压釜中，加入420克己醇，含量为99.5％，加入金属铝粉28g，再加入碘0.1g。升温至180℃开始反应，维持温度在200℃，压力控制在0.04MPa，待放大量出氢气后，持续反应2小时后，降温，分析反应转化率在78.8％，以金属铝的转化计算为准。实施例6对比例在带搅拌及冷凝器的2升高压釜中，加入420克己醇，含量为99.5％，加入金属铝粉28g，再加入丁基氧钛0.5g。升温至190℃开始反应，维持温度在200℃，压力控制在0.04MPa，待放大量出氢气后，持续反应2小时后，降温，分析反应转化率在71.9％，以金属铝的转化计算为准。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.醇和铝催化合成烷氧基铝的方法，由醇和铝进行催化反应，其特征在于C4-C10醇与金属铝，用碘、有机可溶性钛盐及烷氧基铝化合物作复合催化剂，反应温度120℃-200℃，反应压力为常压-0.4Mpa，催化反应生成烷氧基铝。2.根据权利要求1所述的醇和铝催化合成烷氧基铝的方法，其特征在于复合催化剂的有机可溶性钛盐是羧酸钛、烷氧基钛。3.根据权利要求1所述的醇和铝催化合成烷氧基铝的方法，其特征在于醇为己醇，己醇与金属铝的比为化学反应量过量10-40％。4.根据权利要求3所述的醇和铝催化合成烷氧基铝的方法，其特征在于己醇与金属铝的比为化学反应量过量15-25％。5.根据权利要求1所述的醇和铝催化合成烷氧基铝的方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：常俊石，蒋建明，张涛，
申请(专利权)人：天津化工研究设计院，
类型：发明
国别省市：