[发明专利]一种低共熔非腐蚀酸性催化剂、制备方法及其用途

说明书

本发明公开了一种低共熔非腐蚀酸性催化剂、制备方法及其用途，属于清洁生产领域。该酸性催化剂由质子受体、强酸和晶体抑制剂组成，质子受体是吡啶、烷基吡啶、N‑烷基咪唑、环状脲的混合物，强酸是硫酸、磷酸、三氟乙酸、三氟甲磺酸中的一种或几种的混合物，晶体抑制剂是环丁砜或聚乙二醇二甲醚。由本发明所提供配方获得的酸性催化剂具有低共熔特性，同时与对应的强酸相比，其腐蚀性很低。以上特性使得此酸性催化剂具有易于工业操作、污染低的特点，可用于酯化、酯交换等反应。

技术领域

本发明属于清洁生产领域，具体涉及一种低共熔非腐蚀酸性催化剂、制备方法及其在酯化反应、酯交换反应方面的用途。

背景技术

酸性催化剂是化工生产领域用途最广、用量最大的催化剂之一。被广泛用来催化酸和醇的酯化反应、脂和醇的酯交换反应、醇脱水反应、脂/酸酐/水解、羟醛缩合反应、烯烃水合反应、付克烷基化反应等等。在工业上，基于成本考虑，主要采用硫酸、盐酸等强酸来催化此类反应，公开号为CN201310546287.3和CN201621256211.2的中国专利报道了采用浓硫酸为催化剂催化乙醇和醋酸反应制备乙酸乙酯的方法；公开号为CN201310475412.6的中国专利报道了采用浓硫酸为催化剂催化乙醇和二苯乙醇酸反应制备1,1-二苯基-1-羟基乙酸乙酯的方法；公开号为CN201210410088.5中国专利报道了采用浓硫酸为催化剂催化正丁醇和2，4-二氯苯氧乙酸反应制备2，4-二氯苯氧乙酸丁酯的方法；公开号为CN200610039280.2和CN00107970.0的中国专利报道了采用浓硫酸为催化剂催化乙酸和丁醇反应制备乙酸丁酯的方法；公开号为CN201710727518.9的中国专利报道了采用浓硫酸为催化剂催化对二甲基苯甲酸和乙醇反应制备对二甲氨基苯甲酸乙酯的方法。随着绿色化学化工的兴起以及对环境保护的呼声越来越高，采用硫酸、盐酸等强酸所带来的废酸、废水问题，以及强酸所带来的设备腐蚀问题日益突显。在此背景下，酸性分子筛、酸性树脂等获得了长足的发展。虽然酸性分子筛、酸性树脂在固定床反应器领域获得了许多成功，但应该看到在许多领域仍然希望所使用的酸性催化剂具有较好的流动性(比如浓硫酸、盐酸均具有很好的流动性)，以方便管道输送。同时，在管道反应器、釜式反应器中，具有流动性的酸性催化剂在工业上更加容易操作和使用。因此，开发室温附近呈现液态、且腐蚀性很低的酸性催化剂具有非常重要的工业价值。

发明内容

发明目的：针对现有技术的不足，本发明提供了一种低共熔非腐蚀酸性催化剂、制备方法及其用途。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种低共熔非腐蚀酸性催化剂，其特征在于该酸性催化剂由质子受体、强酸和晶体抑制剂组成；所述的质子受体是吡啶、烷基吡啶、N-烷基咪唑、环状脲的混合物；所述的强酸是硫酸、磷酸、三氟乙酸、三氟甲磺酸中的一种或几种的混合物；所述的晶体抑制剂是环丁砜或聚乙二醇二甲醚。

优选地，所述的强酸为硫酸时，硫酸占强酸摩尔量百分数为100％。

优选地，所述的强酸为硫酸和磷酸的混合物时，硫酸占强酸的摩尔量百分数为93.33％，磷酸占强酸的摩尔量百分数为6.67％。

优选地，所述的强酸为硫酸、磷酸、三氟乙酸的混合物时，硫酸占强酸摩尔量百分数为85～95％，磷酸强酸摩尔量百分数为2.5～7.5％,三氟乙酸占强酸摩尔量百分数为2.5～7.5％。

优选地，所述的强酸包括硫酸、磷酸、三氟甲磺酸的混合物时，硫酸占强酸摩尔量百分数为86.67％，磷酸强酸摩尔量百分数为6.66％,三氟乙酸占强酸摩尔量百分数为6.66％。

优选地，所述的吡啶占质子受体摩尔量百分数为2.5～7％；烷基吡啶占质子受体摩尔量百分数为5～30％；N-烷基咪唑占质子受体摩尔量百分数65～85％；环状脲环状脲为1,3-二甲基-2-咪唑啉酮或N,N-二甲基丙烯基脲，其占质子受体摩尔量百分数为2.5～7％；晶体抑制剂占催化剂总摩尔量百分数为0～10％。

优选地，所述的烷基吡啶具有如下结构：