[发明专利]酯化催化剂及其制备方法和在乙酸和醇的酯化合成反应中的应用

说明书

本发明精细化工领域，公开了一种酯化催化剂及其制备方法和在乙酸和醇的酯化合成反应中的应用。所述酯化催化剂包括载体以及负载在所述载体上的烷基磺酸盐，其中，所述载体为六方单晶介孔材料，所述六方单晶介孔材料具有立方体心的Im3m晶相结构，孔道结构为立方笼状，比表面积为300‑1000msupgt;2/supgt;/g，孔体积为0.4‑1.6mL/g，平均孔径为3‑13nm。该催化剂用于乙酸酯的合成反应，可以得到更高的乙酸转化率和乙酸酯选择性。

技术领域

本发明涉及精细化工领域，具体地，涉及一种酯化催化剂及其制备方法和在乙酸和醇的酯化合成反应中的应用。

背景技术

作为一类重要的有机化工产品和有机化工原料，乙酸酯的工业生产水平及生产能力对我国的化工行业发展具有重要影响。

近年来，我国乙酸酯生产工艺不断发展，乙酸酯的生产能力不断提高，以固体酸或阳离子交换树脂作为乙酸酯合成反应催化剂得到了很大的发展，在工业化生产上也得到了广泛的应用。固体催化剂在酯化反应中表现出稳定性好、选择性高、成本较低、易于分离等优点。但是，这类催化剂反应速度较慢，酯收率偏低。阳离子交换树脂在酯化反应中表现出稳定性好、选择性高、成本较低、易于分离等优点。但是阳离子交换树脂本身耐热性差(一般不高于250℃即会分解)、比表面积和孔体积较小，而且阳离子交换树脂易溶胀，作为酯化催化剂的反应活性较差、酯收率偏低。

与树脂催化剂相比，无机介孔材料具有比表面积大、孔体积大的结构优势和耐高温的性能优势。但是，由硅、氧组成基本骨架结构的全硅介孔分子筛表面不含功能基团，在酯化反应中没有表现出任何活性。因此，直接将全硅介孔分子筛材料应用于乙酸酯的合成反应也是不现实的。随着乙酸酯的需求日益增强，绿色环保工艺合成乙酸酯前景广阔。

因此，对研究人员来说，开发性能优异的乙酸酯合成反应催化剂，提高反应效率、抑制副产物生成是未来的重要工作方向。

发明内容

本发明的目的是为了克服目前乙酸酯生产工艺中使用的无机酸催化剂副反应过多、环境污染严重的问题，以及固体酸催化剂和酸性阳离子交换树脂催化剂催化活性较差、酯选择性不高等问题。提供一种酯化催化剂及其制备方法和在乙酸和醇的酯化合成反应中的应用。该催化剂用于乙酸酯的合成反应，可以得到更高的乙酸转化率和乙酸酯选择性。

为了实现上述目的，本发明第一方面提供了一种酯化催化剂，其特征在于，所述酯化催化剂包括载体以及负载在所述载体上的烷基磺酸盐，其中，所述载体为六方单晶介孔材料，所述六方单晶介孔材料具有立方体心的Im3m晶相结构，孔道结构为立方笼状，比表面积为300-1000m²/g，孔体积为0.4-1.6mL/g，平均孔径为3-13nm。

本发明第二方面提供了一种前述所述的酯化催化剂的制备方法，其中，所述的制备方法包括：

(1)将六方单晶介孔材料与烷基磺酸钠和水混合，得到混合物；

(2)将金属盐的水溶液与所述混合物中进行接触反应，得到生成物；

(3)将所述生成物过滤、洗涤、干燥处理，得到酯化催化剂。

本发明第三方面提供了一种前述所述的酯化催化剂在乙酸和醇的酯化合成反应中的应用，其中，所述酯化合成反应包括：将乙酸和醇与所述酯化催化剂进行接触反应。

通过上述技术方案，本发明的技术方案具有以下优点：

(1)本发明所提供的酯化催化剂结构稳定，耐高温性能好，反应过程中不变形、不溶胀。

(2)本发明所提供的酯化催化剂原料易得，制备方法工艺简单，条件易于控制，产品重复性好，制备过程中无污染物排放。

(3)本发明所提供的酯化催化剂用于乙酸酯合成反应时工艺条件温和，对反应装置要求不高。乙酸转化率高，乙酸酯选择性高。