[发明专利]一种由甲醇和乙醇制备丙烯醇的方法

说明书

本发明公开了一种由甲醇和乙醇制备丙烯醇的方法，该方法采用多组分Si‑Mg‑Zr‑Zn复合金属氧化物催化剂和甲醛作为助剂高效地合成丙烯醇。本发明的制备方法可以明显提高乙醇在反应中的单程转化率。未添加甲醛时，使用乙醇质量浓度为2％的反应原料，乙醇的单程转化率为19％；而同样条件下，添加甲醛时，即使使用乙醇质量浓度为10％的反应原料，乙醇的单程转化率也可达到43％。反应原料中乙醇的利用效率有明显的提升。

技术领域

本发明属于化工合成领域，具体而言，涉及一种由甲醇和乙醇制备丙烯醇的方法，该方法采用多组分Si-Mg-Zr-Zn复合金属氧化物催化剂和甲醛作为助剂高效地合成丙烯醇。

背景技术

丙烯醇又名烯丙醇，是一种重要的化工中间体和精细化工产品。由于分子结构中含有双键和羟基两种官能团，可参与氧化、还原、酯化、醚化、偶联、聚合等多种反应，合成一系列用途广泛的下游产品，在农用化学品、医药、香料以及有机合成等方面具有广泛的用途。

目前丙烯醇的生产工艺包括环氧丙烷异构化、丙烯醛选择性还原、氯丙烯水解和乙酸丙烯酯水解等方法，如下反应式1所示。国外主要生产厂家包括利安德巴塞尔、大赛璐、昭和电工等。2007年，中国 台湾大连化学工业有限公司10万吨/年丙烯醇生产线启动，采用的是乙酸丙烯酯水解的工艺，国内丙烯醇需求得到很大的缓解和满足。

当前丙烯醇的生产工艺，从最初的原料丙烯开始，都需要经过多步才能完成，流程长、成本高、能耗高；并且生产中会用到酸、碱等催化剂或助剂，从反应原理上说就会有废液、固废等污染问题。针对当前的工艺现状，在本申请人之前提交的中国发明专利(CN107398264A)中，公布了一种Mg-Zr-Zn 复合金属氧化物催化剂及其制备方法，并应用到以甲醇和正丙醇为原料反应生成异丁烯醇反应中。

发明专利(CN107398264A)中公布的催化剂虽然可以获得较好的丙烯醇产物选择性(85-90％)，反应的指向性高。但是根据前述专利的方法，在较低乙醇浓度的情况下(质量浓度2％)，反应原料乙醇的单程转化率仍然较低(小于20％)。这样的不足会造成生产效率偏低，而这一点对于实际的生产过程非常重要，过低的生产效率会增加能耗和生产成本。针对前述发明专利中的这一问题，本发明公布了一种提高原料转化率的方法，可以明显的提高原料利用率和生产效率。

本发明在原有Mg-Zr-Zn复合金属氧化物催化剂中加入Si源，形成多功能Si-Mg_xZr_yZn_zO复合金属氧化物催化剂。根据本发明的所述由甲醇和乙醇制备丙烯醇的方法中采用该新型的Si-Mg_xZr_yZn_zO复合金属氧化物催化剂同时加入甲醛作为助剂，实现了由甲醇和乙醇高转化率地制备丙烯醇，提高原料利用率和生产效率。该新型的Si-Mg_xZr_yZn_zO复合金属氧化物催化剂同时另外提出专利申请。

发明内容

针对前述发明专利(CN107398264A)中存在的问题，本申请的一个目的在于提供一种由甲醇和乙醇制备丙烯醇的方法，该方法采用多组分 Si-Mg-Zr-Zn复合金属氧化物催化剂和甲醛作为助剂高效地合成丙烯醇，所述方法包括以下步骤：在固定床反应器中装入Mg_aZr_bZn_cSi_dO_e复合金属氧化物催化剂，通过氮气载入甲醇、乙醇和作为助剂的甲醛进行反应，制备烯醇化合物，其中，进样的体积空速为0.1～1h^-1，温度为150～350℃，压力为 0.1～5MPa。

将特定质量分数的乙醇、甲醛加入到甲醇中，混合均匀，配制反应溶液，然后用进样泵输送进料入固定床反应器中。

优选地，基于总反应液的质量，所述乙醇的质量百分含量为2％～20％，优选为5％～15％。