[发明专利]用于合成3‑乙酰氧基丙醛的催化剂

说明书

技术领域

本发明涉及用于合成3-乙酰氧基丙醛的催化剂，所述催化剂的生产方法以及3-乙酰氧基丙醛的合成方法。

背景技术

1.3-丙二醇(1.3-PDO)是一种重要的化工原料，主要用于增塑剂、洗涤剂、防腐剂、乳化剂的合成，也用于食品、化妆品和制药等行业。由于它是一种重要的聚酯纤维单体，其最主要的用途是作为单体与对苯二甲酸合成新型聚酯材料一聚对苯二甲酸丙二酯(PTT)。

1.3-丙二醇的制备方法有环氧乙烷一步法、环氧乙烷两步法、丙烯醛水合法、乙醛甲醛缩合法、丙烯酸酯法、生物法、醋酸乙烯氢甲酰化等。目前，1.3-PDO的工业化生产方法为化学合成法，国际市场主要由德国Degussa公司、美国壳牌Shell公司和美国杜邦公司三家垄断。Degussa公司采用的是丙烯醛水合加氢法(AC法)、壳牌公司采用的是环氧乙烷羰基化法(EO法)、杜邦公司采用的是自己创新的生物工程法(MF法)。其中环氧乙烷两步法工艺和丙烯醛水合法工艺是目前主流工艺。

众所周知，醋酸乙烯中有一个碳碳双键，该键可以发生氢甲酰化反应，在双键的一个碳原子上加上一个醛基，生成了乙酰氧基丙醛的同分异构体。该醛可以通过加氢变成羟基，酯基可以通过水解变成羟基形成二醇，这样醋酸乙烯经过氢甲酰化、加氢和水解就可以制备1.3-丙二醇。

专利US4072709(Production of lactic acid)等专利中讲述了利用乙酸乙烯酯或丙酸乙烯酯为原料，通过采用均相铑化合物为催化剂，通过氢甲酰化反应，得到α-乙酰氧基丙醛或者α-丙酰氧基丙醛。分离或不分离，然后通过加氢和水解过程得到1.3-PDO，或者氧化和水解得到乳酸。但上述方法在制备3-乙酰氧基丙醛过程中均存在3-乙酰氧基丙醛收率低和选择性不高的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题之一是3-乙酰氧基丙醛收率低及选择性低的问题，提供一种用于合成3-乙酰氧基丙醛的催化剂，该催化剂具有3-乙酰氧基丙醛收率高对3-乙酰氧基丙醛选择性高的特点。

本发明所要解决的技术问题之二是采用上述技术问题之一所述催化剂的生产方法。

本发明所要解决的技术问题之三是采用上述技术问题之一所述催化剂的3-乙酰氧基丙醛的合成方法。

为了解决上述技术问题之一，本发明采用的技术方案如下：用于合成3-乙酰氧基丙醛的催化剂，所述催化剂采用SiO₂、Al₂O₃或者其混合物为载体，活性组分包括铑、碱土金属和选自VA和IVB中的至少一种金属元素。优选所述活性组分同时包括铑、碱土金属、选自VA中的至少一种金属元素和选自IVB中的至少一种金属元素。此时VA的金属元素与IVB的金属元素之间在提高3-乙酰氧基丙醛选择性和收率方面具有协同作用。

上述技术方案中，所述碱土金属优选自铍、镁、钙、锶和钡中的至少一种。

上述技术方案中，所述VA金属优选自锑和铋中的至少一种。

上述技术方案中，所述IVB金属优选自钛、锆和铪中的至少一种。

上述技术方案中，作为最优选的技术方案，所述活性组分同时包括铑金属元素、碱土金属、VA金属元素和IVB金属元素；例如所述活性组分由铑、锶、锑和铪组成，或者由铑、锶、锑、铋和铪组成，或者由铑、锶、锑、铋、铪和钛组成，或者由铑、锶、铍、锑、铋、铪和钛组成。

上述技术方案中，所述催化剂中铑的含量优选为3.00～15.00g/L，更优选为5.00～10.00g/L；所述催化剂中碱土金属的含量优选为0.10～3.00g/L，更优选为0.50～3.00g/L；所述催化剂中选自选自VA和IVB中金属的至少一种含量优选为0.10～5.00g/L，更优选为1.00～5.00g/L。所述催化剂所用的载体比表面优选为50～300m²/g，更优选为150～200m²/g，孔容优选为0.80～1.20，更优选为0.90～1.00。

为解决上述技术问题之二，本发明的技术方案如下：上述技术问题之一的技术方案中所述催化剂的生产方法，包括如下步骤：

①按催化剂的组成将铑化合物、碱土金属化合物、VA和IVB中金属化合物的溶液与载体混合；

②干燥。