[发明专利]一种流化床异构化催化剂及其制备方法和应用

说明书

一种流化床异构化催化剂的制备方法，该催化剂包括二氧化硅载体、碱性磷酸锂主催化剂及少量助剂。将磷酸锂催化剂、硅溶胶、助剂、水按照一定比例混合，搅拌均匀形成浆料，采用喷雾干燥成型为微球形状，最后经焙烧一定时间获得成品催化剂。采用甲基环氧丙烷作为原料，在流化床反应器中使用催化剂催化异构制备甲基烯丙醇，该过程具有原子经济性高、产品收率高、工艺无污染的特点。

技术领域

本发明涉及一种异构化催化剂及其制备方法，具体地说是一种流化床异构化催化剂及其制备方法，该催化剂可用于流化床工艺催化环氧化物的异构化反应制备相应烯丙基醇。

背景技术

甲基烯丙醇是一种重要的有机中间体，用于合成香料、树脂等。以甲基烯丙醇和环氧乙烷为原料合成甲基烯丙醇聚氧乙烯醚(TPEG),用于新一代高性能混凝土减水剂，是目前应用现场搅拌及远距离输送的高性能、高强度(C60以上)的商品混凝土中的优秀添加剂。使用该产品合成的聚羧酸高效减水剂具有高效颗粒分散性能和保持能力，具有减水率高、水泥使用量低、增强效果好、耐久性能好、不锈蚀钢筋、对环境友好等诸多优点。

目前甲基烯丙醇合成主要采用甲基烯丙基氯水解的方法合成，美国专利US2072015中提出了采用甲基烯丙基氯在120℃，采用氢氧化钠或者碳酸钠作为催化剂，5bar压力的反应条件下水解合成甲基烯丙醇，该合成方法需要较高的压力，对设备要求较高；美国专利US2323781提出采用电解铜辅助碳酸钾水解甲基烯丙基氯的方法，该方法成本较高，且在生产过程中会产生难处理的含铜废水；日本专利JP2009107949提出了采用DMF代替重金属催化剂促进甲基烯丙基氯水解的方法，减少了重金属离子污染但引入了DMF有机溶剂，同样会对环境造成较为严重的污染；中国专利CN101759528A中公布了采用聚乙二醇和固体碱催化剂共同催化甲基烯丙基氯水解的方法，部分解决了重金属离子污染问题，但仍然会产生含大量氯废水、废液。中国专利CN201310615335.X公开了一种采用氢转移工艺制备甲基烯丙醇的方法，采用异丙醇铝作为催化剂，二甲苯作为溶剂，异丙醇作为氢转移试剂制备甲基烯丙醇，但仍然存在溶剂用量大，每吨产品需要4吨氢转移试剂，原子经济性低，能耗高。

甲基烯丙醇目前的生产工艺产生大量废水、废液，随着人们对环境保护和化学反应原子经济性要求的逐渐提高，开发低成本、高收率、低污染的生产过程已成为未来化学工业发展的必然趋势，因此迫切需要一种更加绿色高效的方案。

环氧化物异构化制备相应烯丙基醇具有工艺简单、收率高，对设备无腐蚀、无“三废”污染产生等优点。有文献报道Al₂O₃和磷酸锂Li₃PO₄等两性氧化物均可以作为催化剂催化气相的环氧丙烷异构化生成烯丙基醇，但仅有磷酸锂催化剂性能较高，具有实用价值。目前，作为催化环氧丙烷异构化反应最为有效的催化剂是磷酸锂，所以，目前它也得到了广泛的工业应用。环氧化物异构化制备相应烯丙基醇又有两种方法，分别为气相法和浆液反应法。气相法采用压片或挤条成型催化剂，固定床作为反应器，由于异构活性会生成大量活性中间体，易发生聚合导致催化剂积碳，催化剂寿命较短。美国专利US4720598公布了一种气相法合成及再生工艺，反应温度255-260℃，环氧丙烷在磷酸锂催化剂催化下异构生成烯丙醇，催化剂使用30h，活性损失达到50％。需要频繁切换再生，生产效率低。美国专利US3238264公布了浆液法制备烯丙醇的方法，采用粉末磷酸锂催化剂，其具备催化剂连续加入，连续采出的特点，但由于采用大量高沸点溶剂，存在溶剂损失，且反应停留时间长，副反应多。采用流化床进行异构化反应尚未有文献报道，采用流化床反应器具有气固传质效率高，反应速率快，无溶剂损失，催化剂连续再生的优点，但对催化剂强度要求较高，现有磷酸锂等催化剂无法满足流化床使用要求，对于甲基环氧丙烷异构工艺，目前文献报道较少，也未有工业化案例。

发明内容

本发明一个目的在于提供一种流化床异构催化剂，该催化剂具有活性高，耐磨性能好的优点，在流化床异构工艺中体现出了良好的性能。