[发明专利]一种乙二醇脱水制备乙醛的方法

说明书

一种乙二醇脱水制备乙醛的方法，属于化工技术领域，以活性炭为载体，磷酸、硫酸或硫酸盐、硫酸盐为活性组分，将活性炭经活性组分浸渍后干燥、焙烧，得负载型催化剂；将负载型催化剂进行活化处理时间，得活化的负载型催化剂；将乙二醇通过装有负载型催化剂的固定床反应器，在一定条件下进行脱水反应，得乙醛。该方法催化剂制备简单方便，催化剂活性高，稳定性好，使用多次后仍能保持较好活性，同时乙二醇转化率均在70～99%之间，乙醛选择性在50%～98%之间。

技术领域

本发明属于化工技术领域，具体涉及乙醛的制备技术。

技术背景

乙醛，分子式为C2H4O，相对分子质量为44.05，无色液体，溶于水和乙醇等有机溶剂，沸点21℃，相对密度0.804~0.811，折射率1.3316。乙醛具有很重要的工业应用价值，有机合成中，乙醛是二碳试剂、亲电试剂，看作CH3CH(OH)的合成子，具原手性。Strecker氨基酸合成中，乙醛与氰离子和氨缩合水解后，可合成丙氨酸。乙醛也可构建杂环环系，如三聚乙醛与氨反应生成吡啶衍生物。 此外，乙醛可以用来制造乙酸、乙醇、乙酸乙酯。

传统工业上主要是利用乙烯直接氧化法制乙醛，乙烯和氧气通过含有氯化钯、氯化铜、盐酸及水的催化剂，一步直接氧化合成粗乙醛，然后经蒸馏得成品，但是随着石油资源的匮乏，石油产能的不断降低，价格势必越来越高，工业乙烯价格也会不断上涨，以及结合我国多煤少油的能源格局，所以充分利用煤炭资源，开发一种以煤炭为基础原料生产乙醛具有良好的应用前景。

随着石油资源的日益枯竭，以石油为原料生产化工产品的成本越来越高。鉴于我国相对富煤的能源格局，以煤替代石油为原料生产化工产品成为国内近年来的发展趋势，随着煤制乙二醇技术的不断进步，煤制乙二醇大型化技术的不断优化和完善，合成气制乙二醇的路线已经逐步实现工业化。乙二醇的生产量将会越来越大，乙二醇产品的价格将会不断下降，开发乙二醇的下游产品，提升产品的经济效益将会是目前研究的热点。所以乙二醇为原料合成乙醛，开发出一种活性高、稳定性好且廉价环保的催化剂具有良好的工业应用前景。

由于均相无机酸催化剂比较难回收，将其固载在高比表面积的载体上是提高非均相反应催化效果的一种有效方法。固体酸催化剂成为近年来的研究热点。目前国外研究较多的是负载型酸催化剂在有机反应中的回收和再利用，国内的研究则侧重于对酸的改性、在新反应领域里的应用及载体的改进。

发明内容

本发明的目的在于提供一种乙二醇脱水制备乙醛的方法。

本发明包括以下步骤：

1）将活性炭经活性组分浸渍后干燥、焙烧，得负载型催化剂；所述活性组分为磷酸、硫酸、磷酸盐或硫酸盐；

2）将负载型催化剂进行活化处理时间，得活化的负载型催化剂；

3）将乙二醇和活化的负载型催化剂混合，在条件下进行脱水反应，得乙醛。

经过步骤1）的工艺，可获得活性组分负载量为1～25wt%的负载型催化剂。

本发明以活性炭为载体，对活性组分进行负载，具有比表面积大，催化性能温和，对环境无污染，易于回收利用，减少了对设备的腐蚀，乙二醇脱水制备乙醛反应工艺简单，催化剂活性表现良好，乙二醇转化率在70～100%，乙醛的选择性在50～100%之间，催化剂稳定性高，可以有效利用市场中过剩的乙二醇，使乙二醇制备乙醛成为一条有效地经济增值路线。

进一步地，本发明所述步骤1）中所述活性组分优选为磷酸铵。以磷酸铵为活性组分，制备的催化剂具有很高的催化活性。原料乙二醇具有很高的转化率，转化率可以达到99%，乙醛的选择性最高可以达到98%。