[发明专利]一种制备丙烯醛的方法

说明书

本发明提供一种制备丙烯醛的方法，属于绿色化工领域。其方法包括如下步骤：(1)将催化剂、甘油和水充分混合均匀，制成甘油水催化反应溶液；(2)向甘油水催化反应溶液中加入含氧有机化合物和Pickering乳化剂机械乳化制成Pickering乳液反应体系；(3)加热步骤(2)中制成的Pickering乳液反应体系到反应温度，冷凝收集反应得到的丙烯醛，回收催化体系。本发明加快了制备丙烯醛反应体系中的传质速率，具有反应产率高，工艺反应条件温和，不需要高温高压，所使用的溶剂和试剂可以回收，制作成本低，经济性好、绿色环保的优点，解决了现有技术中反应温度高、压力大的问题。

技术领域

本发明属于绿色化工领域，具体涉及一种甘油在油包水Pickering乳液体系脱水制备丙烯醛的方法。

技术背景

生物质资源是自然界唯一可循环再生的碳资源，随着石化资源的日益匮乏，以正物质资源为原料催化转化为液体燃料和精细化学品，可以解决石化等不可再生资源的危机，也进一步解决了环境污染问题。例如，利用生物油脂制得的生物柴油具有环保性能好、燃料性能好、原料来源广泛、可再生等特性，对推进能源替代、减轻环境压力等具有重要的战略意义，目前已取得了显著的研究成果。然而在该过程中会产生大量的副产物甘油。因此，如果能在生产生物柴油的过程中开发利用甘油生产高附加值的精细化学品，不仅提高了经济价值，而且也符合绿色化学的可持续发展路线。甘油是一种重要的化工原料，广泛用于生产丙二醇、甘油酮、丙烯醛等。其脱水产物丙烯醛是一种重要的化工中间体，用于丙烯酸、吡啶生产蛋氨酸等，其中由于蛋氨酸市场需求极大导致丙烯醛的需求激增。在目前已有的文献报道中，甘油在酸性催化剂下脱水制丙烯醛主要为气相反应，反应温度高，压力大，且催化剂容易因炭化而失活，其次还有少量的液相反应，收率较低，为了提高收率，将液相条件改变为超临界，温度和压力极高，反应条件苛刻。公开号为CN107915614A的发明专利公开了甘油在Pickering乳液体系脱水制备丙烯醛的研究，将单个乳液液滴作为微型反应器，极大的接触面积加快了丙烯醛的传质速率，从而获得了较好的丙烯醛收率。该研究以弱极性有机相作为油相，丙烯醛在油相中的溶解度较小，因此不利于丙烯醛从反应体系进入油相，丙烯醛的收率不高。

发明内容

本发明是针对现有的甘油制备丙烯醛反应中存在的反应温度高、压力大、丙烯醛收率低等问题，提出了一种在含氧有机化合物为油相的Pickering乳液体系催化甘油脱水制备丙烯醛的方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种制备丙烯醛的方法，包括如下步骤：

(1)将催化剂、甘油和水充分混合均匀，制成甘油水催化反应溶液；

(2)向甘油水催化反应溶液中加入含氧有机化合物和Pickering乳化剂机械乳化制成Pickering乳液反应体系；

(3)加热步骤(2)中制成的Pickering乳液反应体系到反应温度，冷凝收集反应得到的丙烯醛，回收催化体系。

本发明将含氧有机化合物、甘油、水、催化剂和Pickering乳化剂混合，制成油包水乳液体系，加热，使甘油转化为丙烯醛，生成的丙烯醛通过含氧有机化合物形成的连续相扩散、溢出反应体系，然后经过冷凝收集，即得到丙烯醛产品。