[发明专利]催化合成PMA的固体超强酸及其催化精馏工艺与设备

摘要

本发明公开了一种催化合成丙二醇单甲醚乙酸酯（PMA）的固体超强酸及其催化精馏工艺与设备，所述固体超强酸是将TiO2粉末与H2SO4溶液反应制成固体超强酸TiO2/SO42‑粉末后，与粘结剂、增强剂、造孔剂、润滑剂和去离子水捏合得到成型前体，再经挤出成型、干燥、焙烧制成。所得固体超强酸催化活性稳定，活性组分不易脱落流失，和反应产物容易分离，重复性能良好。再以丙二醇单甲醚、乙酸为原料，采用催化精馏塔，在该固体超强酸的催化作用下发生酯化反应，得到PMA。本发明方法可实现连续催化精馏过程，避免了液体酸催化剂的回收以及设备的腐蚀等问题，具有能耗低、反应转化率高、产品质量稳定等特点。

主权项

一种催化合成PMA的固体超强酸，其特征在于：所述固体超强酸的制备方法包括如下步骤：1）制备固体超强酸TiO2/SO42‑粉末：取TiO2粉末，用0.5~2 mol/L的H2SO4溶液浸渍，并将二者充分搅拌至呈糊状；然后将其放入干燥箱中于0.1MPa、90~120℃条件下真空干燥3h；再将烘干的粉末放入马弗炉内焙烧，焙烧温度350~500℃，焙烧时间2~5h，得到固体超强酸TiO2/SO42‑粉末；2）制备成型固体超强酸：将步骤1）得到的固体超强酸TiO2/SO42‑粉末与粘结剂、增强剂、造孔剂混合均匀后再加入润滑剂和去离子水，捏合30min得到成型前体；在100‑200kg/cm2下采用挤出成型法对得到的成型前体进行常规挤出成型并切断，使其尺寸为φ1.5mm×2mm；然后将其室温自然风干24h后，于0.1MPa、90~120℃条件下真空干燥3h，350~500℃焙烧2~5h，得到成型固体超强酸；按重量百分比之和为100%计，步骤2）中固体超强酸TiO2/SO42‑粉末的重量百分比为60%~80%，粘结剂的重量百分比为2%~10%，增强剂的重量百分比为10%~20%，造孔剂的重量百分比为1%~5%，润滑剂的重量百分比为2%~10%；去离子水的用量为上述原料总重量的5%~15%；所述粘结剂为拟薄水铝石、田菁粉、氧化铝和氧化硅中的任意一种；所述增强剂为玻璃纤维，所述造孔剂为活性炭；所述润滑剂为甘油；其中，粘结剂、增强剂和造孔剂的颗粒大小均为80‑100目。