[发明专利]一种合成乙醇酸甲酯催化剂的制备及应用

说明书

本发明涉及一种合成乙醇酸甲酯催化剂的制备及应用，具体涉及一种高效草酸酯气相加氢制备乙醇酸甲酯的催化剂的制备方法和应用，属于催化剂制备技术领域。本发明的乙醇酸甲酯催化剂的制备及应用，通过新型还原剂的使用，在无水溶剂相体系中将银纳米颗粒负载到纳米二氧化硅上，银盐无需氨化处理，滤液无银流失，制得活性组分银平均粒径尺寸为19nm，极大提高银的分散度，增强了其催化活性。采用该催化剂对草酸酯加氢制备乙醇酸甲酯，具有催化活性高、选择性高、稳定性好的优点。草酸酯转化率100％，乙醇酸甲酯选择性96％以上，具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种合成乙醇酸甲酯催化剂的制备及应用，具体涉及一种高效草酸酯气相加氢制备乙醇酸甲酯的催化剂的制备方法和应用，属于催化剂制备技术领域。

背景技术

目前，乙醇酸甲酯(MG)，又名羟基乙酸甲酯或甘醇酸甲酯，具有а-H、羟基和酯基官能团故兼有醇和酯的化学性质，能发生水解、氧化脱氢、加氢、氨化、以及羰化等反应，可用于水解制备清洗剂乙醇酸、氧化脱氢制备香料中间体乙醛酸甲酯、加氢制备化工原料乙二醇、羰化制备丙二酸甲酯、氨解制备 DL-甘氨酸等，是一种重要的化工原料，相关合成与应用一直备受关注。

目前乙醇酸甲酯主要通过利用乙二醛或缩乙二醛和甲醇为反应原料一步氧化酯化法、甲酸甲酯与甲醛或聚甲醛为原料的偶联法、甲醛羰化酯化法、氯乙酸法和草酸二甲酯加氢还原法等。其中一步酯化法、偶联法和酯化法原料有毒且难分离很难工业化放大，氯乙酸法用到强碱性物质，对设备腐蚀严重，结合我国的能源结构特点，以资源相对丰富的煤为原料，由合成气经草酸二甲酯制备乙醇酸甲酯的工艺更具有竞争优势。该方法乙醇酸甲酯收率较高，工艺符合我国能源结构等优点，是一条适合大规模工业化生产的工艺路线。

在草酸酯气相加氢过程中催化剂强度不够、活性组分分散性不好均很难长期高负荷开车。

有鉴于上述的缺陷，本设计人，积极加以研究创新，以期创设一种合成乙醇酸甲酯催化剂的制备及应用，使其更具有产业上的利用价值。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种合成乙醇酸甲酯催化剂的制备及应用。本发明的乙醇酸甲酯催化剂的制备及应用，通过新型还原剂的使用，在无水溶剂相体系中将银纳米颗粒负载到纳米二氧化硅上，银盐无需氨化处理，滤液无银流失，制得活性组分银平均粒径尺寸为19nm，极大提高银的分散度，增强了其催化活性。采用该催化剂对草酸酯加氢制备乙醇酸甲酯，具有催化活性高、选择性高、稳定性好的优点。草酸酯转化率100％，乙醇酸甲酯选择性96％以上，具有广阔的应用前景。

本发明的一种合成乙醇酸甲酯催化剂的制备方法，所述催化剂银含量为1～20％，具体制备步骤为：

(1)先将银盐加入到溶剂中搅拌溶解，溶解完全后加入一定分散剂，再将多孔纳米二氧化硅载体慢慢加入到上述混合液中，搅拌得到混合液；

(2)将还原剂加入到溶剂中，以一定速度加入上述混合液中，一定温度下，搅拌反应，滤出滤饼；

(3)将上述制备的滤饼，在50～90℃温度下，烘干3～10h，将干燥后的物料研磨后筛分至一定目数的颗粒，打片成型，在300～580℃下焙烧2～15h，即制得催化剂。

进一步的，所述多孔纳米二氧化硅粒径范围为5～50nm，比表面积为150～ 600m²/g。

进一步的，所述步骤(1)中溶剂为异丙醇、乙二醇、环己烷、二甲亚砜和乙醇中的一种或几种按任意比例混合，分散剂为聚乙烯吡咯烷酮。

进一步的，所述还原剂为乙醛酸甲酯，与银的摩尔比为1～10:1。

进一步的，所述步骤(2)中反应温度为0～110℃，反应时长为2～15h。

进一步的，所述步骤(2)中的一定速度，为蠕动泵速度设置为0.1～ 10mL/min。