[发明专利]甘油制丙烯醛用催化剂

说明书

本发明涉及甘油制丙烯醛用催化剂及其该催化剂的制备方法、以及在甘油制备丙烯醛方面的应用，主要解决现有技术中催化剂丙烯醛收率偏低的问题，通过采用甘油制丙烯醛用催化剂，其活性组份包括Nb₂O₅和P₂O₅，且P与Nb的摩尔比为大于0且小于15的技术方案，较好地解决了该技术问题，可用于甘油制丙烯醛的工业生产中。

技术领域

本发明涉及甘油制丙烯醛用催化剂，尤其涉及一种用于甘油脱水的催化剂及其该催化剂的制备方法、以及在甘油制备丙烯醛方面的应用。

背景技术

丙烯醛是一种不饱和醛类化合物，由于其中同时含有不饱和的双键和羰基，具有极高的化学反应活性，是多种化学品的中间体。绝大多数的丙烯醛用于选择性氧化制备丙烯酸，2015年世界丙烯酸年产量已经高达770万吨。

丙烯醛主要是通过丙烯的选择性气相氧化来制备的，目前丙烯来源主要是石油裂解生产的，然而，随着化石原料的减少和环保压力的增加，如何采用可再生的原料替代化石原料制备化学品的相关研究越来越多，特别是从生物柴油产品中获得的天然副产物甘油为原料制备丙烯醛受到极大关注。

大量甘油脱水制备丙烯醛的研究已经报道，如专利CN101070276A报道了以酸性分子筛为催化剂，200-500℃，压力0.001-3.0MPa，液体空速0.1-100h^-1，丙烯酸收率可达70-80％，但是分子筛催化剂存在高温水热性较差的问题：专利CN102936190A、CN102936189A、CN102942462A，采用吡啶、咪唑和季铵盐离子液体作为催化剂，在反应温度250-350℃，离子液体与甘油的摩尔比为0.1:100-1.5:100下，由甘油液相脱水制备丙烯醛，甘油的转化率为100％，产物丙烯醛的收率为30.5-68.2％，但是离子液体催化剂成本较高，生产效率也不如固定床反应器高等问题。专利CN 105498845 A采用一种超临界CO₂环境中制备的CsPW/Zr-MCM-41催化剂，利用该催化剂甘油转化率达到65.2～100％，丙烯醛选择性达到56.8～85.4％，但是超临界条件对设备要求高，投资大。

但现有技术的催化剂丙烯醛收率偏低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题之一是现有技术中的催化剂丙烯醛收率偏低的问题，提供一种新型的脱水催化剂，该催化剂能够将非石油来源的甘油高效的转化为丙烯醛，且具有丙烯醛收率高的特点。

本发明所要解决的技术问题之二是提供上述技术问题之一所述催化剂的制备方法。

本发明所要解决的技术问题之三是提供上述技术问题之一所述催化剂在甘油脱水生产丙烯醛的应用。

为解决上述技术问题之一，本发明的技术方案如下：

甘油制丙烯醛用催化剂，其活性组份包括Nb₂O₅和P₂O₅，且P与Nb的摩尔比为大于0且小于15。

上述技术方案中，作为非限制性举例，所述P与Nb的摩尔比可以是0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0、1.01、1.1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14等等。

上述技术方案中，所述活性组份优选还包括BeO，此时，Be与Nb在提高丙烯醛收率方面具有协同作用。

上述技术方案中，Be与Nb的摩尔比优选为0.01～10，例如但不限于0.05、0.1、0.25、0.30、0.35、0.40、0.43、0.5、1、1.5、2、2.5、3、3.5、4、5、6、7、8、9等等。但进一步优选Be与Nb的摩尔比优选为0.1～0.5。