[发明专利]一种用于分解新戊二醇合成废液中重组分的催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种用于分解新戊二醇合成废液中重组分的催化剂及其制备方法和应用，所述催化剂为Cu/Mg‑Zr‑Al‑O复合碱催化剂，其中Cu元素以碱式碳酸铜的形式存在，以催化剂质量为基准，其百分含量组成为MgO 10～30％，ZrO₂ 10～30％，Al₂O₃ 10～30％，Cu₂(OH)₂CO₃ 30～50％。本发明的复合碱催化剂具有两种碱性位点，一是来源于MgO、ZrO₂及Al₂O₃等氧化物，二是来源于碱式碳酸铜，因此该催化剂具有极强的碱性，对新戊二醇(NPG)装置重组分废液中酯类杂质分解制NPG具有良好的催化效果，各种酯类杂质分解率可达到90％以上，可以有效提高装置经济效益。

技术领域

本发明属于催化剂及废液处理技术领域，具体涉及一种用于分解新戊二醇合成废液中重组分的催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

新戊二醇(NPG)是一种具有新戊基结构的二元醇，且其分子内的对称位置具有两个伯醇羟基，该特性赋予新戊二醇很好的化学反应性能，也使得新戊二醇制备的后续产品具有优异的热稳定性和耐光性等。新戊二醇主要用于生产聚酯类树脂、聚氨酯、粉末涂料、合成润滑油及其他精细化学品。

新戊二醇的生产一般分两步进行，首先由异丁醛(IBA)与甲醛在碱性催化剂的作用下发生醛醇加成反应生成羟基新戊醛，再由羟基新戊醛制备新戊二醇。其中由羟基新戊醛制备新戊二醇的生产方法主要有两种，一种是将羟基新戊醛和甲醛在碱性催化剂作用下发生歧化反应生成新戊二醇，同时副产甲酸钠；一种是将羟基新戊醛在非均相催化剂上加氢制备新戊二醇。在上述NPG的制备过程中会产生异丁酸NPG酯、羟基特戊酸NPG酯等重组分，再通过精馏塔进行脱重分离。由于NPG生产过程生成的重组分中羟基特戊酸新戊二醇酯、异丁酸新戊二醇酯、异丁酸异丁酯等酯类化合物具有优异的热稳定、抗水解性能，在普通碱性催化剂作用下难以水解，现有条件下只能作为废液低价外售处理或直接进行焚烧处理，无法实现资源化利用。为降低NPG生产成本，实现重组分的有效利用，亟需开发一种重组分资源化利用工艺。

固体碱催化剂可以有效催化酯类物质的水解，专利CN101972642B公开了一种基于ZnO的系列复合固体碱催化剂(ZnO/KF，ZnO/K₂CO₃等)；CN103880670B公开了一种CaO-ZrO₂固体碱催化剂的制备方法；专利CN1317357C公开了一种由碱土金属和碱金属氧化物组成的复合固体碱催化剂，碱土金属Mg、Ca、Sr和Ba的一种或几种，碱金属为Li、Na、K和Rb中的一种或几种。但上述固体碱催化剂均存在碱性位不足，用于酯分解转化率偏低。因此，为实现NPG废液中酯类杂质的高效分解和有效回收，开发出更高碱性的催化剂至关重要。

发明内容

针对现有技术中存在的上述不足，本发明提供一种用于分解新戊二醇合成废液中重组分的催化剂，所述催化剂为Cu/Mg-Zr-Al-O复合碱催化剂，具有极强的碱性，可应用于NPG装置重组分废液中酯类杂质分解制NPG。

同时，本发明还提供了上述催化剂的制备方法和应用，用于分解新戊二醇合成废液中的异丁酸NPG酯、羟基特戊酸新戊二醇酯等酯类重组分，分解得到产物NPG，能够提高NPG装置的产率，提升生产装置的经济效益。

本发明技术方案如下：

一种用于分解新戊二醇合成废液中重组分的催化剂，所述催化剂为Cu/Mg-Zr-Al-O复合碱催化剂，其中Cu元素以碱式碳酸铜的形式存在，负载于Mg-Zr-Al-O固体碱上。