一种用于3-甲基-3-丁烯基-1-醇异构、氧化制备异戊烯醇、异戊烯醛的催化剂合成方法及应用。
背景技术：
：柠檬醛做为一种香料广泛应用于日化及食品行业中，随着研究的不断深入，柠檬醛在抑菌剂上的应用，柠檬醛的应用不断扩大，社会需求量逐渐增加。因此，急需开发出低成本、易操作、高产出等工业要求的柠檬醛合成技术。异戊烯醇、异戊烯醛是人工合成柠檬醛的重要原料，而3-甲基-3-丁烯基-1-醇是合成异戊烯醇、异戊烯醛的原料。cn103360215a，cn105967978a，cn101544538等技术都是以3-甲基-3-丁烯基-1-醇为原料进行分子内重排合成异戊烯醇。cn103958451a是用异戊烯醇氧化合成异戊烯醛。如果合成柠檬醛得需要分别合成这两种原料。设备投资较大。技术实现要素：本发明的目的是以3-甲基-3-丁烯基-1-醇为原料，用本发明的催化剂，没有空气的条件下可以生成异戊烯醇，有空气的条件下可以生成异戊烯醇、异戊烯醛混合物。产物选择性比较强。并且，可以连续化生产，催化剂寿命长。本发明提供一种钒银钼磷酸盐催化剂的合成方法，包括以下步骤：⑴用五氧化二钒做钒源，用硝酸银做银源，用钼酸铵做钼源，用无水磷酸做磷源，按⑴钒、银、钼、磷摩尔比1～1.2：0.001～0.01:0.001～0.02:0.8～1.0配料，苯甲醇、异丁醇摩尔比为1:1，醇用量为五氧化二钒、硝酸银、钼酸铵总质量的4～5倍；⑵将⑴所述的物料投入到反应器中搅拌均匀，在100～130℃反应8～10小时，过滤，滤饼在150～200℃下干燥4～5小时；⑶将⑵中得到的固体，用压片机压片，在水蒸气体积比占70～90％、空气体积比占10～30％环境下，温度400～450℃活化10小时。本发明提供上述合成方法得到的催化剂在350～450℃无氧条件下催化3-甲基-3-丁烯基-1-醇反应合成异戊烯醇的应用。本发明提供上述合成方法得到的催化剂在350～450℃空气中催化3-甲基-3-丁烯基-1-醇反应合成异戊烯醇、异戊烯醛的应用；3-甲基-3-丁烯基-1-醇和空气中的氧的摩尔比1:0.1～0.25。进一步地，在上述技术方案中，3-甲基-3-丁烯基-1-醇与催化剂质量比为0.4～1.2:1.0；优选0.4～1.0:1.0。附图说明图1为活化器结构示意图；图2为反应器结构示意图；图中，1、恒温熔盐罐；2、产品接收罐；3、反应器；4、熔盐泵；5、原料计量泵；6、空气流量计；12、电加热装置；11火化炉；13、气体分布器；16、排空装置；15、水蒸气流量计；14、空气流量计a；17、温度测量点。具体实施方式下述非限定性实施例可以使本领域的普通技术人员更全面地理解本发明，但不以任何方式限制本发明。以下实施例可以将对本发明做详细说明，在下述实施例中所用原料都是用分析纯试剂。实施例1一种用于合成异戊烯醇、异戊烯醛的催化剂活化器，所述活化器为带有电加热装置12控制催化剂活化温度的活化器，所述电加热装置12均匀设置在活化器外围，所述活化器上部为火化炉11，下部为气体分布器13，所述活化器顶部设有排空装置16，所述气体分布器13底部分别连接空气进料管路和水蒸气进气管路，水蒸气进料管路上设有水蒸气流量计15，空气进气管路上设有空气流量计a14；所述活化器上部的火化炉上，按照从上到下，从左到右的顺序共计分别设有3个温度测量点17。异丁醇148克，苯甲醇216克，五氧化二钒45克，硝酸银0.75克，钼酸铵1克，投入到四口玻璃反应瓶中打开搅拌，缓慢加入无水磷酸49克，升温至115℃反应8小时。过滤，滤饼在～170℃干燥5小时。滤饼用粉碎机粉碎，压片直径3毫米、高4毫米圆柱体。约90克，堆体积120毫升。放入活化器中预热到200℃以上，空气10％，水蒸气90％(体积比)升温至400～450℃后通入到活化器中，控制气体量2升/分钟。，3个温度测量点17温差小于5℃时开始计时，时间10小时后降温，得到催化剂1号。实施例2一种用于合成异戊烯醇、异戊烯醛的催化剂活化器，所述活化器为带有电加热装置12控制催化剂活化温度的活化器，所述电加热装置12均匀设置在活化器外围，所述活化器上部为火化炉11，下部为气体分布器13，所述活化器顶部设有排空装置16，所述气体分布器13底部分别连接空气进料管路和水蒸气进气管路，水蒸气进料管路上设有水蒸气流量计15，空气进气管路上设有空气流量计a14；所述活化器上部的火化炉上，按照从上到下，从左到右的顺序共计分别设有3个温度测量点17。异丁醇148克，苯甲醇216克，五氧化二钒50克，硝酸银0.5克，钼酸铵1.5克，投入到四口玻璃反应瓶中打开搅拌，缓慢加入无水磷酸49克，升温至115℃反应8小时。过滤，滤饼在～170℃干燥5小时。滤饼用粉碎机粉碎，压片直径3毫米、高4毫米圆柱体。90克，堆体积120毫升。放入活化器中预热到200℃以上，空气10％，水蒸气90％(体积比)升温至400～450℃后通入到活化器中，控制气体量2.5升/分钟。时间10小时后降温，得到催化剂2号。实施例1、2活化器装置如图1所示。实施例3向反应器3中加入催化剂1号50克，升温当反应器在～400℃时，用原料计量泵5每小时均匀打入3-甲基-3-丁烯基-1-醇25克(含量99％，以下实施例所用含量一致)，产品接收罐2中每小时得到产品25克，经分析产品异戊烯醇含量98.9％，3-甲基-3-丁烯基-1-醇含量0.1％。当每小时进料量提到30克，每小时得产品30克，产品分析异戊烯醇含量94.3％，3-甲基-3-丁烯基-1-醇含量4.8％。当每小时进料量提到50克，每小时得产品50克，产品分析异戊烯醇含量75.6％，3-甲基-3-丁烯基-1-醇含量23.4％。实施例4反应器3中加入催化剂2号50克，升温当反应器在～400℃时，用原料计量泵5每小时均匀打入3-甲基-3-丁烯基-1-醇30克(含量99％)，产品接收罐2中每小时得到产品30克，经分析产品异戊烯醇含量95.1％，3-甲基-3-丁烯基-1-醇含量3.8％；反应器温度在～410℃时，每小时得产品30克，产品分析异戊烯醇含量96.5％，3-甲基-3-丁烯基-1-醇含量2.2％。当反应器温度提到～420℃，每小时得产品30克，异戊烯醇含量98.4％，3-甲基-3-丁烯基-1-醇含量0.0％。实施例5反应器3中加入催化剂1号50克，升温当反应器在～400℃时，用原料计量泵5每小时均匀打入3-甲基-3-丁烯基-1-醇25克，产品接收罐2中每小时得到产品25克，经分析产品异戊烯醇含量98.9％，3-甲基-3-丁烯基-1-醇含量0.1％。运行一个月时每小时得到产品25克，经分析产品异戊烯醇含量99.％，3-甲基-3-丁烯基-1-醇含量0.06％。运行两个月时每小时得到产品25克，经分析产品异戊烯醇含量98.8％，3-甲基-3-丁烯基-1-醇含量0.18％。3-甲基-3-丁烯基-1-醇含量0.06％。运行六个月时平均每小时得到产品25克，经分析产品异戊烯醇含量98.9％，3-甲基-3-丁烯基-1-醇含量0.1％。实施例6反应器3中加入催化剂1号50克，升温当反应器在～370℃时，用原料计量泵5每小时均匀打入3-甲基-3-丁烯基-1-醇40克，打开空气流量计6，空气每小时53升，产品接收罐2中每小时得到产品39克，经分析产品异戊烯醇含量51.2％，异戊烯醛47.6％，3-甲基-3-丁烯基-1-醇含量0.0％。当3-甲基-3-丁烯基-1-醇每小时进料量提到50克，空气每小时提高到66升，每小时得产品49克，产品分析异戊烯醇含量52.5％，异戊烯醛含量46.1％，3-甲基-3-丁烯基-1-醇含量0.0％。当3-甲基-3-丁烯基-1-醇每小时进料量提到60克，空气每小时提高到80升，每小时得产品59克，产品分析异戊烯醇含量56.2％，异戊烯醛含量42.8％，3-甲基-3-丁烯基-1-醇含量0.0％。实施例7反应器3中加入催化剂2号50克，升温当反应器在～370℃时，用原料计量泵5每小时均匀打入3-甲基-3-丁烯基-1-醇50克，打开空气流量计6，空气每小时66升，产品接收罐2中每小时得到产品49克，经分析产品异戊烯醇含量53.2％，异戊烯醛45.9％，3-甲基-3-丁烯基-1-醇含量0.0％。当反应器温度提到～390℃，每小时得产品48克，产品分析异戊烯醇含量51.6％，异戊烯醛含量47.1％，3-甲基-3-丁烯基-1-醇含量0.0％。当反应器温度提到～410℃，每小时得产品48克，产品分析异戊烯醇含量51.3％，异戊烯醛含量47.2％，3-甲基-3-丁烯基-1-醇含量0.0％。实施例8反应器3中加入催化剂1号50克，升温当反应器在～370℃时，用原料计量泵5每小时均匀打入3-甲基-3-丁烯基-1-醇40克，打开空气流量计6，空气每小时53升，产品接收罐2中每小时得到产品39克，经分析产品异戊烯醇含量51.4％，异戊烯醛47.5％，3-甲基-3-丁烯基-1-醇含量0.0％。运行一个月后平均每小时得到产品39克，经分析产品异戊烯醇含量51.5％，异戊烯醛46.9％，3-甲基-3-丁烯基-1-醇含量0.0％。运行三个月后平均每小时得到产品39克，经分析产品异戊烯醇含量52.1％，异戊烯醛46.7％，3-甲基-3-丁烯基-1-醇含量0.0％。运行六个月后平均每小时得到产品39克，经分析产品异戊烯醇含量51.7％，异戊烯醛47.0％，3-甲基-3-丁烯基-1-醇含量0.0％。实施例3、4、5、6、7、8反应器装置简图如图2所示。实施例3、4、5计算设定a为原料，b为产品，c为原料含量，d为产品中异戊烯醇含量，e为产品中3-甲基-3-丁烯基-1-醇。转化率：(a×c-b×d)/(a×c)，选择性：b×d/(a×c-b×e)实施例3表格(空速为原料3-甲基-3-丁烯基-1-醇质量÷催化剂质量)催化剂：1号空速转化率％选择性％0.599.91000.695.299.91.076.4100实施例4表格(空速中0.6的条件下)催化剂：2号反应温度转化率％选择性％40096.299.941097.899.742010099.4实施例5表格(空速为0.6，反应温度400℃条件下)催化剂：1号实施例6、7、9数据总结：设定a为原料量，b为产品量，c为原料含量，d为产品中异戊烯醇含量，e为产品中异戊烯醛含量，f为产品中3-甲基-3-丁烯基-1-醇含量。m为3-甲基-3-丁烯基-1-醇和异戊烯醇分子量86.13，n为异戊烯醛分子量84.12转化率为(a×c-b×f)/(a×c)，选择性为(b×d+b×e×m÷n)/(a×c)实施例6：表格(空速为原料3-甲基-3-丁烯基-1-醇质量÷催化剂质量)催化剂：1号空速转化率％选择性％0.810098.41.010098.71.210099.3实施例7表格(空速中1.0的条件下)催化剂：2号反应温度转化率％选择性％37010099.239010096.841010096.6实施例8表格(空速为0.6，反应温度400℃条件下)催化剂：1号运行时间转化率％选择性％开始时100985一个月时100980二个月时100984六个月时100983通过以上案例本发明能够保证3-甲基-3-丁烯基-1-醇原料在本发明的催化剂催化的条件下能够得到高转化率、高选择性的异戊烯醇、或异戊烯醇、异戊烯醛混合物产品，催化剂运行半年活性、选择性都没有下降，为连续化生产开辟出一条新的路线，而且该发明可根据市场需求，可以选择性生产异戊烯醇、或异戊烯醇和异戊烯醛混合物。大大降低了市场风险，提高了经济效益。当前第1页12