一种尿素和1,2-丙二醇合成碳酸丙烯脂催化剂的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于催化剂制备技术领域，具体涉及一种尿素和PG合成PC催化剂的制备 方法，并研究其催化尿素醇解制备PC的反应工艺条件。
【背景技术】
[0002] 碳酸丙帰脂（PC)是一种环状碳酸醋，有着广泛的应用领域，主要表现在W下几个 方面：作为一种性能优良的高沸点高极性的有机溶剂，应用在生漆、增塑剂等难溶物上；作 为有机化工的中间体，应用在绿色化工路线生产聚碳酸醋工艺中；由于对C02、H2S等具有较 大亲和力，而对&、0)、成、014、化等溶解度较低，可将其作为天然气和合成氨原料气中0)2和 &S气体的吸收剂；可作为稳定的电池电解液，承受恶劣条件下的光、热及化学变化；此外还 可W作为醋交换法生产碳酸二甲醋值MC)的原料，从而实现PG-PC-DMC的绿色经济和可循 环的化工生产链。
[0003] 生产碳酸丙帰脂（PC)的方法主要有W下几种；光气法，醋交换法、H氯丙醇法、氧 丙焼与0)2法、丙帰和0)2合成法、尿素醇解法，其中尿素醇解法是近年来发展的绿色新工 艺，其与上面的其他方法相比反应条件温和，原料廉价易得，产品分离简单，更重要的是产 品PC可进一步和甲醇进行醋交换制备DMC，从而联产副产物PG，从而实现PG-PC-DMC合成 过程中PG的循环使用，降低生产成本，而得到的氨气可W循环至尿素生产单元，从而形成 了一条绿色经济、可循环、高效益的化工生产链，对拓展化肥厂的产品结构和下游产品开发 具有很强的吸引力。
[0004] 目前尿素醇解法制备PC的研究重点及其关键技术仍在高效催化剂的开发和反应 工艺的优化上。传统的有机锡类化合物催化剂，反应活性较高，但有机锡化合物参与的是均 相催化反应，催化剂和产物不易分离。目前多相催化剂的开发受到科研工作者的广泛重视， 例如孙予罕等对不同金属化合物的活性考察，表明ZnO的催化性能较好，105C下反应20h， 碳酸丙帰醋的收率达到95%，但反应时间过长；贾志光等人利用锋铁氧化物作为反应的 催化剂，催化剂的使用量为反应物总质量的1. 4%，PG:尿素=4,170°C，反应时间化，PC 的最高收率为78. 4%，但催化反应后该催化剂形成了新相，导致活性和稳定性严重降低； Doya等在减压下条件下，利用镇、锋、巧、铅等相应的金属粉末或其相应的化合物为催化剂 对尿素醇解合成PC进行了研究，PC的收率有了显著提高。此外目前科研工作者W及工业 中试放大多采用较高的PG与尿素比（> 3)，而较高的醇尿比虽然可W抑制尿素在反应过程 中的分解，但当真正应用到工业生产过程中大量的PG分离需要大量的能耗，从而增大成本 投入。因此开发在低的醇尿比下催化活性较高的催化剂对尿素醇解制备PC的工业化推广 具有重要意义。
[0005] 利用该专利方法制备的特定比例的MMO催化剂，制备方法简单容易，在较低的醇 尿比下（PG:尿素=2)具有较优的催化活性W及良好的催化使用寿命，易于分离和重复使 用，便于工业化。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的旨在提供一种尿素和1，2-丙二醇合成碳酸丙帰脂催化剂的制备方 法W及相应的催化反应工艺条件。得到了较优的催化反应活性和良好的使用寿命。
[0007] 本发明采用将一定比例的混合金属可溶性盐溶液与碱溶液通过特定合成方法制 得催化剂前驱体，之后将其高温般烧制备一定金属比例的MMO催化剂。
[0008] 本发明所述的方法包括步骤：
[0009] 将一定比例的可溶性混合金属盐溶液与氨氧化钢和碳酸钢溶液通过特定的合成 方法，制得白色浆液，将得到的白色浆液用去离子水离必洗至中性，在80-12(TC下干燥，将 得到的催化剂前驱体，般烧3-化，得到复合金属（MMO)催化剂。
[0010] 所述的可溶性混合金属盐溶液所涉及活性金属包括二价金属；镇盐、锋盐、儘盐、 媒盐，H价金属：铅盐、铁（III)，其中二价金属盐与H价金属盐的摩尔比在2:1-5:1之间。
[0011] 所述的氨氧化钢和碳酸钢溶液为，化OH的浓度0. 8-5mol/l，胞2〇)3的浓度在 0. 1-1. 5mol/L。
[0012] 所述的合成方法为水热合成法，要求水热反应温度在100-15(TC，时间为5-20h; 或者通过盐溶液与碱溶液控制P册-10双滴的方法，双滴完成后在20-8(TC下晶化5-lOh;或 者通过碱液单滴的方法，控制在3-5滴每砂，最终抑控制在8-10范围内。
[0013] 所述的催化剂前驱体的般烧温度为300-60(TC。
[0014] 将上述制备的MMO催化剂用于尿素醇解制备PC的催化反应，具体反应条件为；反 应温度150-18(TC，反应的真空度为0. 02-0.OSMPa,尿素与PG的投料摩尔比为0. 5-5,催化 剂量加入量为反应物总质量的0. 5-3%，反应时间为1-化，反应完成后催化剂经离必洗涂4 次，8(TC下干燥进行后续重复实验。
[0015] 本发明的优点在于；提供了一种尿素和1，2-丙二醇合成碳酸丙帰脂催化剂的制 备方法W及相应的催化反应工艺条件。本发明的催化剂制备方法简单容易，易于操作，在较 低的醇尿比（PG:尿素=2)下具有较优的催化活性，稳定性好、易于分离和良好的使用寿 命，实用性强，便于工业化大规模的制备，对尿素醇解制备PC的工业化推广具有重要意义。
【附图说明】
[0016] 图1是实施例1制备的催化剂前驱体和催化剂的X畑图。
[0017] 图2是实施例中催化剂Az循环重复使用6次的催化效果图。
【具体实施方式】
[0018] 下面结合实施例对本发明作进一步的描述：
[001引催化剂的制备
[0020] 实施例1
[0021] 将 51. 28g的Mg(N〇3)2. 6&0 和相关质量的Al(N03)3. 9&0(按照Mg;A1 = 2: 1，3: 1，4:1)添加到250ml去离子水中，揽拌均匀，得混合MgAL盐溶液；将48gNaOH和15g 无水NazCOs添加到500ml去离子水中，得到碱溶液；通过双滴法控制溶液的抑在9-10之 间，制得白色浆液，常温晶化化，将得到的白色浆液用去离子水离必洗至化7. 5-9,在80°C 下干燥，将得到的催化剂前驱体，45(TC下般烧化，得到MgAl复合金属（MgAl-MMO)催化剂。 其中按照Mg;A1 = 2: 1，3: 1，4:1制得的催化剂分别标记为Ai、A2、As,所得前驱体和复合金 属（MgAl-MMO)催化剂的结构见图IXRD表征。
[002引 实施例2
[0023] 将实施例1得到的得到的催化剂前驱体，55(TC下般烧化，得到MgAl-MMO催化剂。 其中按照Mg;A1 = 2:1，3:1，4:1制得的催化剂分别标记为Bi、B2、B3。