[发明专利]一种催化乳酸或乳酸酯脱水制取丙烯酸和/或丙烯酸酯的催化剂及其应用

权利要求书

1.一种催化乳酸或乳酸酯脱水制取丙烯酸和/或丙烯酸酯的催化剂，包括主催化剂和用于改性的助催化剂，其中所述主催化剂为磷酸盐和金属盐生成的沉淀，优选的所述金属盐是可溶性金属盐。

2.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于：所述磷酸盐为碱金属磷酸盐，选自Na₃PO₄、Na₂HPO₄、NaH₂PO₄、K₃PO₄、K₂HPO₄、KH₂PO₄、Na₄P₂O₇、K₄P₂O₇中的一种或几种的组合。

3.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于：所述金属盐选自Al₂(SO₄)₃、AlCl₃、Al(NO₃)₃、CaCl₂、CaSO₄、Ca(NO₃)₂、MgCl₂、MgSO₄、Mg(NO₃)₂、CuSO₄、CuCl₂、Cu(NO₃)₂、FeSO₄、FeCl₂、Fe(NO₃)₂、Fe₂(SO₄)₃、FeCl₃、Fe(NO₃)₃中的一种或几种。

4.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于：所述的助催化剂选自H₂SO₄、K₂SO₄、Na₂SO₄、KNO₃、NaNO₃、(NH₄)₂SO₄中的一种或几种，其负载量为0～20wt%。

5.根据权利要求1～4中任意一项所述催化剂，其特征在于所述的催化剂的制备方法包括如下步骤：

步骤A：分别溶解磷酸盐和碱金属盐；

步骤B：将两种盐溶液混合，充分搅拌；

步骤C：分离沉淀；

步骤D：将所得沉淀烘干焙烧；

步骤E：采用湿法浸渍方法，加入改性剂；

步骤F：将得到的催化剂烘干焙烧，经压片、粉碎、过筛制得。

6.根据权利要求5所述的催化剂，其特征在于：步骤B中搅拌时间为2～10h；步骤D中焙烧温度为300～700℃，焙烧时间为2～10h；步骤F中焙烧温度为300～700℃，焙烧时间为2～6h。

7.权利要求1-6任意一项所述的催化剂用于制备丙烯酸及其甲酯的方法，其特征在于所述的生物质基乳酸是淀粉、玉米、糖蜜、薯干、木薯等的发酵产物，乳酸甲酯为发酵乳酸经酯化反应后的产物。

8.权利要求1-6任意一项所述的催化剂的使用方法，包括：

步骤A：原料液为乳酸或乳酸酯水溶液，在惰性气体的携带下，直接进入微型反应管；

步骤B：原料液在催化剂的作用下发生脱水反应，制得丙烯酸和/或丙烯酸酯；

步骤C：反应产物冷却后实现气液分离，收集产物液相中的丙烯酸；

任选地，包括步骤D：反应后的催化剂在原位条件下，通入一定氧气含量的气体实现再生；

其特征在于：步骤A中原料液浓度为20～90wt%，空速为0.1～1h^-1；步骤B中反应温度为250～450℃。

9.根据权利要求8所述的使用方法，其特征在于再生是通过焙烧得到，焙烧温度为300～650℃。

10.根据权利要求8或9所述的使用方法，其特征在于所述的磷酸盐是K₄P₂O₇，所述的金属盐是CaCl₂，所述的助催化剂是硫酸，所述的乳酸或乳酸酯的转化率大于85％，产物中丙烯酸及其甲酯的选择性大于75％。