[发明专利]一种催化剂及其制备和应用

说明书

技术领域

本发明属于催化剂制备领域，涉及到一种催化剂及其制备和应用。

背景技术

水杨腈，又名邻羟基苯甲腈，分子式为C₇H₅NO，分子量为119.12，CAS号为611-20-1。一般工业品的熔点为95～98℃，纯品的熔点为102-105℃，沸点为149℃/1.9kPa(14mmHg)，具有一定的水溶性，对强碱或强氧化剂不稳定。作为医药中间体，可用于布尼洛尔的制备；作为农药中间体，是制备甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂嘧菌酯的必备中间体。另外，水杨腈还可作为许多香料和液晶材料合成的中间体。

目前水杨腈的生产工艺有水杨酰胺脱水法、水杨醛肟脱水法、氨氧化法等，都存在着很多问题。其中水杨酰胺脱水法要用到三氯氧磷、五氯化磷、五硫化二磷、五氧化二磷、三光气等脱水剂，产生大量的氯化氢、硫化氢等有害性气体以及含磷废水等，治理污染的成本比较高。水杨醛肟脱水法的原料为水杨醛和盐酸羟胺，价格比较高，而且生产过程中要使用N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)等含氮溶剂，成本比较高，而且需要大量的水进行稀释，产生大量的污水。氨氧化法需先在一定条件下用硫酸二甲酯等醚化剂使邻甲酚形成酚醚，氧化过程中产生的副产物可使催化剂不可逆地失活，同时氧化需在较高的温度和压力下进行，且生成的产物需在碱性条件下水解才能得到产品，单程收率低，存在工艺过程复杂、投资大的不足。

中国专利20111005846.7公开了一种水杨酸铵法，其过程为向水杨酸浆料中通入氨气至pH值为7.5-13.0，蒸发得到水杨酸铵固体，水杨酸铵固体与尿素、氨基磺酸和有氧化镁、氧化铝、氧化钙、氧化硅和人造沸石等按一定比例制备的催化剂，以及邻甲基苯酚、对甲基苯酚、一缩乙二醇、水杨酸甲酯、二苯醚和二氯苯酚等按一定比例构成的混合物料，在150-180℃下保温0.5-10.0h、190-260℃下保温0.5-10.0h后，物料经过滤或离心、蒸除溶剂、结晶、重结晶、干燥得到水杨腈。该专利公开的方法虽然避免了使用污染环境的三氯氧磷的等脱水剂，以及N-甲基吡咯烷酮等含氮溶剂，但催化制备流程复杂，不能重复利用，所需溶剂杂乱，工艺流程复杂，反应时间长等缺点，不利于工业化生产。

鉴于以上方法都有着各方面的缺点，本发明人发明了一种新的催化剂，该催化剂应用于气固相合成水杨腈工艺，具有活性高、选择性好、寿命长等优点。

发明内容

本发明目的在于提供一种催化剂及其制备和应用。

为实现上述目的，本发明采用技术方案为：

一种催化剂，催化剂为前体和助剂组成，经水热处理获得；按重量百分比计，70wt-90wt％的前体和10wt-30wt％的助剂；

其中，前体为将磷源加入到去离子水中搅拌溶解，溶解后将过筛后的铝源加入其中，干燥至恒重,而后前体与助剂混合焙烧后经热处理2-6h，降温，干燥即得催化剂。

所述磷源为磷酸或一种或几种的磷酸的铵盐；铝源为拟薄水铝石、硝酸铝、氢氧化铝中的一种或几种；

所述磷酸的铵盐为磷酸二氢铵、磷酸氢二铵或磷酸铵。

所述助剂为造孔剂和粘结剂；

造孔剂的加入量为前体重量的0.5wt-6wt％；粘结剂的加入量为前体重量的5wt％-25wt％。

所述造孔剂为田菁粉和/或羟甲基纤维素；其中田菁粉加入量为前体重量的0.05wt-5wt％，羟甲基纤维素的加入量为前体重量0wt-0.8wt％；

粘结剂为硝酸和去离子水，其中，硝酸的加入量为前体重量的0.05wt-0.2wt％；去离子水的加入量为前体重量的5wt-25wt％。

一种催化剂的制备方法：

1)前体的制备，在40—85℃将磷源加入去离子水中搅拌溶解，溶解后将过筛后的铝源加入其中，在100-120℃干燥至恒重，粉碎，过筛，得前体待用；其中，以P：Al计，干燥至恒重后P与Al的摩尔比值为0.8-1.2:1.0；

2)成型，将过筛后的前体与助剂混合均匀，混匀后加入去离子水调节体系，而后挤条成型，干燥至恒重；

3)焙烧，将成型后的催化剂放于马弗炉中焙烧，以1.5-3.5℃/min的升温速率升温至200-400℃，保温2-6h，而后再以1.0-4.0℃/min的升温速率升温至500-800℃保温3-7h；

4)水热处理，焙烧后的催化剂，在400℃-600℃以0.5-1.5h^-1，的空速加入去离子水，进行水热处理2-6h，而后降至100-120℃，干燥至恒重后，即得催化剂。