[发明专利]制备包含氧化形式的碱金属和过渡金属的催化剂的方法

说明书

本发明涉及一种制备包含氧化形式的至少一种碱金属和至少一种过渡金属的催化剂的方法，包括以下步骤：a)提供包含至少一种包含碱金属的化合物和至少一种包含氧化形式的过渡金属的化合物的溶液，其中所述碱金属和所述过渡金属可以是相同化合物的组分，b)将步骤a)的溶液施加到具有小于1000μm的粒径的粉状载体材料上；和c)将步骤b)的负载的载体材料成形；涉及通过根据本发明的方法获得的或可获得的催化剂；并且涉及根据本发明的催化剂以及根据本发明的方法获得的或可获得的催化剂在烷基硫醇的生产中的用途。

技术领域

本发明涉及一种用于生产催化剂的方法，该催化剂包含氧化形式的至少一种碱金属和至少一种过渡金属，涉及通过根据本发明的方法获得或可获得的催化剂，以及该催化剂在烷基硫醇的生产中的用途。

背景技术

在本发明的上下文中也与术语链烷硫醇同义使用的烷基硫醇是具有至少一个脂族键合的硫醇基团(-SH)作为官能团的有机化合物。烷基硫醇因此可以在形式上被认为是其中氧原子被硫原子取代的醇。除了它们多种多样的直接应用潜力之外，烷基硫醇在有机化学中的重要性尤其源于其作为合成具有相应附加价值的其他有机化合物的重要中间体的地位。其实例是通过转化作为工业上最重要的烷基硫醇的甲硫醇来生产甲硫氨酸以及二甲基二硫醚和二甲砜。

烷基硫醇的工业生产通常通过烷基醇与硫化氢在氧化铝系非均相催化剂的存在下反应来进行。该反应通常在300℃至500℃的温度和1至25巴的压力下以气相反应进行。由该反应获得的产品混合物不仅包含所需的烷基硫醇，而且包含未转化的初始化合物以及副产物，如二烷基硫醚和二烷基醚。未转化的初始化合物、特别是有毒的硫化氢，通常在其从产品混合物中除去后被立即再循环回到反应中，以便提高基于相应初始化合物的总收率。

所需的烷基硫醇通常是通过将其从产品混合物中冷凝出来而除去。这种分离、特别是与产品混合物的冷却相关的能量需求代表了很大的成本因素。为了保持尽可能低的从产品混合物中除去烷基硫醇的能量需求，因此寻求用于烷基硫醇形成的最高可能的收率和选择性。

原则上可以通过增加烷基醇与硫化氢的摩尔比以及通过选择使用的催化剂来改善相关烷基硫醇形成的收率和选择性。

为了达到尽可能高的烷基硫醇收率，反应物硫化氢和烷基硫醇实际上以至少等摩尔比反应，但优选以摩尔过量的硫化氢反应。因此，例如在生产甲硫醇时，硫化氢和甲醇以1:1至10:1的摩尔比彼此反应。然而，高摩尔比的硫化氢比甲醇也意味着产品混合物中硫化氢的高度过量。然而，将大量未转化的硫化氢再循环到工艺中与高投资和能量成本相关。为了减少所需的能量需求，硫化氢与甲醇的比例因此应仅略微偏离1。

因此，通过增加硫化氢与烷基醇的摩尔比来提高烷基硫醇生产中的收率和选择性的选项存在相应的限制。用于优化烷基硫醇收率和选择性的唯一剩余选项因此在于选择合适的催化剂。通常用催化活性氧化铝与碱金属钨酸盐助催化剂混合的催化剂实现用于烷基硫醇形成的高收率和选择性。单独的氧化铝在烷基醇与硫化氢反应得到烷基硫醇的反应中过于活泼，因此也催化烷基硫醇与烷基醇生成二烷基硫醚的其它反应。据认为向氧化铝中加入碱金属钨酸盐助催化剂会降低氧化铝的活性，因此可提高形成所需烷基硫醇的选择性。基于总的催化剂重量，钨酸盐的用量通常为至多25重量％，以实现所用催化剂的最小活性。