[发明专利]用于气相法制备二氟乙醇的催化剂及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及到一种用于制备二氟乙醇的催化剂，具体涉及用于气相法催化氢解制备二氟乙醇的催化剂及应用。

背景技术

二氟乙醇由于含有二氟甲基的特殊结构，因而具有很多普通醇类难以比拟的特性，可以参与多种有机合成反应。作为含氟精细化学品的重要中间体之一，二氟乙醇主要应用于合成含氟的医药、农药和染料等领域。

《Cu-Cr₂O₃催化剂上二氟乙酸甲酯催化加氢合成二氟乙醇》化工学报,2013,64(6):2013-2019公开了一种由二氟乙酸甲酯气相法催化加氢合成二氟乙醇的方法。该方法具体为：在微型固定床反应器（内径为10mm）装填0.5gCu-Cr₂O₃催化剂，反应前于350℃用H₂还原2h，然后降温至230℃，用H₂将二氟乙酸甲酯鼓泡带入反应器进行常压反应。H₂流量为30ml/min，氢酯摩尔比为94，反应产物采用配有FID检测器的色谱进行面积归一法计算。通过该方法合成二氟乙醇的催化剂选择性较低，为70%左右且该方法采用的催化剂含有Cr元素，造成严重的环境污染问题。此外，该反应中催化剂还原温度和反应温度较高，增加了能耗。

发明内容

针对现有技术的缺陷或不足，本发明的目的在于提供一种用于气相法制备二氟乙醇的催化剂。

为此，本发明提供用于气相法制备二氟乙醇的催化剂，其特征在于：该催化剂的前驱体为铜的可溶性盐、镧的可溶性盐、ZSM-5分子筛和硅溶胶的混合物，所述前驱体经焙烧后得用于气相法制备二氟乙醇的催化剂。

优选的，按氧化物质量百分比计，所述用于气相法制备二氟乙醇的催化剂含有氧化铜40%～70％、ZSM-5分子筛10%～50％的，氧化镧5%～15％、二氧化硅5%～15％，且四种组分的质量百分比和为100%。

优选的，所述前驱体在350～500℃焙烧3～6h后得用于气相法制备二氟乙醇的催化剂。

针对现有技术的缺陷或不足，本发明的另一目的在于提供一种关于上述催化剂的应用。该应用包括：

步骤一，0.3～0.7g催化剂在210℃～240℃下经流量为20～40ml/min的氢气常压下预还原1～3h，得预还原后的催化剂；

步骤二，常压、180～200℃条件下，气相二氟乙酸酯和氢气流经预还原后的催化剂反应制备二氟乙醇。

优选的，所述步骤二中氢气与二氟乙酸酯的摩尔比为35～90：1。

优选的，所述步骤二中氢气的流量为40ml/min。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明的催化剂不含Cr元素，为环境友好型催化剂。

本发明采用的催化剂为负载型铜基催化剂，活性组分氧化铜分散性较好，而且二氟乙酸酯催化加氢过程中副反应得到抑制，最终获得了较高的二氟乙醇选择性，为90%以上。

利用本发明的催化剂制备二氟乙醇时，催化剂的预还原温度及反应温度均较低，其中催化剂的还原温度仅需210℃～240℃，反应温度为180-200℃。

具体实施方式

本发明所用的铜的可溶性盐是指二价铜的硝酸盐、氯化盐或硫酸盐。

本发明所用的镧的可溶性盐是指镧的硝酸盐、氯化盐或硫酸盐。

本发明所用的ZSM-5分子筛优选Si与Al的摩尔比为50的ZSM-5分子筛。

本发明所用的硅溶胶优选浓度为25%wt的硅溶胶。

本发明所用的原料二氟乙酸酯可用二氟乙酸甲酯、二氟乙酸乙酯或二氟乙酸丙酯替换。相应的合成路线为：

下面通过具体实施例对本发明作进一步详细说明，但需要说明的是本发明并非限制于此，所有依据本发明所实现的技术均在本发明保护范畴之内。

催化剂制备

实施例1

该实施例为一种具体的催化剂，该催化剂中各组分的质量百分比为70％的氧化铜、质量百分比为10%的ZSM-5分子筛(Si/Al摩尔比为50），质量百分比为10％的氧化镧，质量百分比为10％的二氧化硅，具体制备方法如下：