[发明专利]一种固体酸催化剂及其用于尿囊素合成的反应工艺

权利要求书

1.一种固体酸催化剂，是以IVB～VIB元素的氧化物和分子筛中的一种作为载 体，或是上述物质中的多种按照任意比例进行组合所构成的复合物作为载体， 并以无机强酸或其铵盐溶液对载体进行浸渍负载和干燥焙烧制备而成，也可 以是以IVB～VIB元素的氧化物和分子筛中的一种或其一种以上的组合与 IB、IIB、VIIB、VIIIB和稀土元素的氧化物中的一种或其一种以上的组合所 构成的复合物作为载体，并以无机强酸或其铵盐溶液对载体进行浸渍负载很 热干燥焙烧制备而成。

2.一种由乙醛酸与尿素反应合成尿囊素的反应工艺。

3.根据照权利要求1，所述的复合物是以其组成成分的氧化物、盐或烷氧化物 为原料，通过采用任何一种适当的现有复合物制备技术制备而成，例如：先 将反应原料通过充分的机械研磨均匀混合、或制备成多组分的溶液、或形成 溶胶-凝胶分散体系等，然后对所得物质进行90～120℃干燥和400～700℃ 焙烧处理。

4.根据权利要求1，所述的用于负载液的无机强酸或其铵盐，包括了H₂SO₄、 HNO₃和HClO₄以及这些酸的铵盐，其中，优选的是H₂SO₄及(NH₄)SO₄。

5.根据权利要求1，所述的IVB～VIB元素比较好的是Ti、Zr、V、Nb、Mo和 W，优选的是Zr。所述的分子筛较好的是H型ZSM、Y、Beta、APO、SAPO 或介孔硅铝分子筛，优选的是H型ZSM和Y型沸石分子筛。所述的IB、IIB、 VIIB和VIIIB元素比较好的是Mn、Fe、Co、Ni、Cu和Zn，优选的是Fe和 Cu。在所述的复合物载体中，IVB～VIB元素以其氧化物形式的含量为10～ 80wt％，较好的是15～70wt％，优选的是20～60wt％。

6.根据权利要求1和4，在对载体用负载液进行浸渍负载时，负载液的浓度为 0.1～2M，较好为0.3～1.5M，优选为0.5～1M，并且负载液体积(ml)与载 体重量(g)之比为5∶1～30∶1，较好为15∶1～25∶1，优选为10∶1～20∶1；浸渍 负载时间为0.5～6h，较好为0.5～5h，优选为1～2h。浸渍负载结束后，过 滤除去液体后干燥，干燥温度和时间较好的为90～150℃和6～14h，优选 100～120℃和8～12h；，然后在400～900℃的温度下焙烧2～12h，焙烧温度 和时间较好为400～700℃和2～6h，优选为500～600℃和2～4h。

7.根据权利要求1和2，在由乙醛酸与尿素反应合成尿囊素时，首先向常压釜 式反应器中，加入乙醛酸溶液和催化剂，于搅拌条件下加热至60～85℃，然 后再加入尿素，其中，乙醛酸与尿素摩尔比为1∶3～1∶5，催化剂用量为反应 物总重量的1～4％。反应2～6h后，停止加热和搅拌，将所得反应混合物冷 却至室温后抽滤，滤液可作为反应原料循环使用。所得滤饼重新分散于热水 中，趁热过滤，滤饼为催化剂，回收循环使用，滤液冷却至室温后，析出尿 囊素粗产品。将尿囊素粗产品重结晶，干燥后即得产品尿囊素。

8.根据权利要求1～7，最好的催化剂是ZrO₂含量为53.6wt％的SO₄^2-/ZrO₂-TiO₂催化剂。该催化剂用于由乙醛酸与尿素反应合成尿囊素过程，在反应温度75 ℃、反应时间4h、乙醛酸与尿素用量摩尔比为1∶3.5、催化剂用量为反应物总 重量的3％的条件下，尿囊素收率可达57.4％。