[发明专利]基于乳酸酯水溶液的丙烯酸的制备方法

说明书

本发明提供一种基于乳酸酯水溶液的丙烯酸的制备方法，以乳酸酯水溶液为原料，在沸石催化剂和/或羟基磷灰石催化剂的作用下，使所述乳酸酯发生气相选择性脱水反应生成丙烯酸。

技术领域

本发明涉及生物质资源催化转化利用技术领域，特别是涉及一种基于乳酸酯水溶液的丙烯酸的制备方法。

背景技术

丙烯酸是一种重要的有机化工原料和聚合物单体，主要用于生产丙烯酸酯(约占55％)和超吸水性树脂(约占32％)，具有巨大的市场需求量(约600万吨)。工业上主要采用基于不可再生石油原料的丙烯(或丙烷)催化氧化制取丙烯酸，利用生物质衍生物乳酸实现丙烯酸生产可持续发展的技术途径之一。但目前乳酸的价格偏高，同时乳酸的酸性较强(pKa＝3.85)，对反应设备腐蚀性强，生产成本高。与传统石油基路线相比，采用生物质基乳酸脱水制取丙烯酸的路线暂不具有经济可行性。目前，急需一种经济可行的丙烯酸制备方法。

发明内容

基于此，有必要针对乳酸生产丙烯酸成本高的问题，提供一种基于乳酸酯水溶液的丙烯酸的制备方法。

一种基于乳酸酯水溶液的丙烯酸的制备方法，以乳酸酯水溶液为原料，在沸石催化剂和/或羟基磷灰石催化剂的作用下，使所述乳酸酯发生气相选择性脱水反应生成丙烯酸。

在其中一个实施例中，所述乳酸酯水溶液为乳酸甲酯水溶液、乳酸乙酯水溶液或两者的混合。

在其中一个实施例中，所述气相选择性脱水反应中所述乳酸酯的分压为10kPa以下，水的分压为10～50kPa。

在其中一个实施例中，所述沸石催化剂中包含金属阳离子，所述金属阳离子包括碱金属离子、碱土金属离子和稀土金属离子中的一种或者多种。

在其中一个实施例中，所述碱金属离子包括Li⁺、Na⁺、K⁺、Rb⁺、Cs⁺中的一种或多种，所述碱土金属离子包括Mg²⁺、Ca²⁺、Sr²⁺、Ba²⁺中的一种或多种，所述稀土金属离子包括La³⁺、Ce⁴⁺中的一种或多种。

在其中一个实施例中，所述沸石催化剂中的所述金属阳离子为两种，所述两种金属阳离子为Na⁺和K⁺、Na⁺和Rb⁺或Na⁺和Cs⁺。

在其中一个实施例中，所述沸石催化剂中的所述金属阳离子为K⁺和Na⁺，所述K⁺和Na⁺的摩尔比为50/50～100/0。

在其中一个实施例中，所述沸石催化剂包括ZSM-5、β、MCM-22、MOR、ZSM-22、ZSM-35和X型沸石中的一种或者多种。

在其中一个实施例中，所述沸石催化剂中金属阳离子的总电荷数与铝原子数的比值≥0.8。

在其中一个实施例中，所述沸石催化剂中沸石骨架中SiO₂/A1₂O₃的摩尔比为15～40。

在其中一个实施例中，所述气相选择性脱水反应中的体积空速(GHSV)为1000h^-1～9000h^-1，反应温度为300～400℃。