催化剂及其制备方法和应用与流程

本发明涉及催化剂，具体涉及催化剂及其制备方法和应用。

背景技术：

1、2-甲氧基丙烯是最简单的烯基醚，其用途十分广泛，在合成克拉霉素、假紫罗兰酮、维生素、胡萝卜素等多种药物、染料、材料中都是一种关键的中间体原料。因其需求量巨大，研究和开发简单、高效、可大规模工业化的2-甲氧基丙烯合成方法就显得格外重要。

2、气相裂解法合成2-甲氧基丙烯是目前使用较为广泛的一类方法。该方法使用特定的裂解催化剂，在一定温度下，原料2,2-二甲氧基丙烷经过催化剂床层后直接脱除一分子甲醇生成目标产物2-甲氧基丙烯，反应方程如下：

3、

4、相比于其他方法如直接合成法和液相裂解法等，气相裂解法具有后处理操作简单、产物易于分离、无需使用有机溶剂等优点，因而备受关注，而对该方法的研究重点都是催化剂的制备工艺，催化剂的选择性和2-甲氧基丙烯的收率是最重要的考察目标。cn1218791a公开了一种通过缩醛/缩酮在高度多孔氧化物异相催化剂上的气相反应制备烯醇醚的方法，该催化剂选自氧化镁、氧化铝、二氧化硅、氧化锌、氧化钛或其混合物，反应温度为220-300℃，然而即使通过分离副产物和回收再利用原料的方法提高了2,2-二甲氧基丙烷的转化率，其转化率仍然低于80％。cn1660742a公开了一种合成2-烷氧基丙烯的工艺，该工艺在1m长的塔式反应器中进行，所用催化剂为酸性陶瓷、阳离子树脂、杂多酸或酸性分子筛，其中，选用酸性陶瓷制备2-甲氧基丙烯时的收率最佳，达到95.6％。尽管已有文献和专利报道了多类相关催化剂应用于气相裂解法合成2-甲氧基丙烯，但是开发具有更高活性和选择性的催化体系对于降低生产成本仍然具有重要意义。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了克服现有技术存在的2,2-二甲氧基丙烷转化率以及2-甲氧基丙烯的选择性、收率有待进一步提高的问题，提供了一种催化剂及其制备方法和应用。

2、为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种催化剂，其中，所述催化剂包括活性组分ta、w、al和助剂m，其中m选自碱金属元素和ag中的至少一种，以金属元素计的，m与ta、w、al的摩尔比为1:(1-13):(4-34):(100-573)，ru的含量占所有金属元素总含量的0.1摩尔％以下。

3、本发明第二方面提供一种制备催化剂的方法，该方法包括以下步骤：将m源、钽源、钨源与铝源混合形成胶状物，将得到的胶状物干燥、煅烧，其中m选自碱金属元素和ag中的至少一种；m源、钽源、钨源与铝源的用量使得催化剂中，以金属元素计的，m与ta、w、al的摩尔比为1:(1-13):(4-34):(100-573)。

4、本发明第三方面提供了一种由如上所述的制备方法制备得到的催化剂。

5、本发明第四方面提供了本发明第一方面和第三方面所述的催化剂在催化气相裂解反应中的应用，优选在2-烷氧基丙烷制备2-烷氧基丙烯中的应用，更优选在2,2-二甲氧基丙烷制备2-甲氧基丙烯中的应用。

6、本发明第五方面提供了一种合成2-甲氧基丙烯的方法，其中，该方法包括：在催化剂存在下，将2,2-二甲氧基丙烷进行气相裂解反应，所述催化剂包括本发明第一方面和第三方面所述的催化剂。

7、通过上述技术方案，本发明提供的催化剂在合成2-甲氧基丙烯反应中表现出良好的催化性能，在优选实施方式中，2,2-二甲氧基丙烷的转化率在85％以上，2-甲氧基丙烯的选择性在90％以上。

技术特征：

1.一种催化剂，其特征在于，所述催化剂包括活性组分ta、w、al和助剂m，其中m选自碱金属元素和ag中的至少一种，以金属元素计的，m与ta、w、al的摩尔比为1:(1-13):(4-34):(100-573)，ru的含量占所有金属元素总含量的0.1摩尔％以下。

2.根据权利要求1所述的催化剂，其中，以金属元素计的，m与ta、w、al的摩尔比为1:(3-10):(12-26):(162-400)；

3.根据权利要求1或2所述的催化剂，其中，所述碱金属元素选自li、na、k、rb和cs中的至少一种；

4.一种制备催化剂的方法，其特征在于，包括以下步骤：将m源、钽源、钨源与铝源混合形成胶状物，将得到的胶状物干燥、煅烧，其中m选自碱金属元素和ag中的至少一种；m源、钽源、钨源与铝源的用量使得催化剂中，以金属元素计的，m与ta、w、al的摩尔比为1:(1-13):(4-34):(100-573)。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，以金属元素计的，m与ta、w、al的摩尔比为1:(3-10):(12-26):(162-400)；

6.根据权利要求4或5所述的方法，其中，所述混合在造孔剂的存在下进行；

7.根据权利要求4-6中任意一项所述的方法，其中，所述胶状物的制备方法包括：将所述m源、钽源、钨源与铝源溶解于醇类有机溶剂中形成金属盐溶液，将所述金属盐溶液与造孔剂混合，然后加热直至形成粘稠的胶状物；

8.一种由权利要求4-7中任意一项所述的方法制备得到的催化剂。

9.一种如权利要求1-3和8中任意一项所述的催化剂在催化气相裂解反应中的应用，优选在2-烷氧基丙烷制备2-烷氧基丙烯中的应用，更优选在2,2-二甲氧基丙烷制备2-甲氧基丙烯中的应用。

10.一种合成2-甲氧基丙烯的方法，其特征在于，该方法包括：在催化剂存在下，将2,2-二甲氧基丙烷进行气相裂解反应，所述催化剂包括权利要求1-3和8中任意一项所述的催化剂；

技术总结
本发明涉及催化剂技术领域，具体涉及催化剂及其制备方法和应用，该催化剂包括活性组分Ta、W、Al和助剂M，其中M选自碱金属元素和Ag中的至少一种，以金属元素计的，M与Ta、W、Al的摩尔比为1:(1‑13):(4‑34):(100‑573)，Ru的含量占所有金属元素总含量的0.1摩尔％以下。本发明提供的催化剂在合成2‑甲氧基丙烯反应中表现出良好的催化性能。

技术研发人员：商周,徐勇智,杨骏,袁玉坤
受保护的技术使用者：宁夏天新药业有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/8