[发明专利]一种固体碱催化剂KF/ZrO2-SiO2催化合成丙二醇甲醚的方法

摘要

本发明公开了一种固体碱催化剂KF/ZrO₂-SiO₂催化合成丙二醇甲醚的方法，固体碱催化剂KF/ZrO₂-SiO₂是先通过水解-共沉淀法形成复合氧化物ZrO₂-SiO₂，再通过浸渍无水KF溶液改性，最后经焙烧而成。催化剂制备方法简单，易操作，无废气污染物产生，热稳定性和重复使用性好，催化剂活性高、用量少，未加入其它反应溶剂，催化环氧丙烷、甲醇合成高含量1-甲氧基-2-丙醇的丙二醇甲醚。

主权项

一种固体碱催化剂KF/ZrO₂‑SiO₂催化合成丙二醇甲醚的方法，其特征在于：将固体碱催化剂KF/ZrO₂‑SiO₂、反应原料甲醇与环氧丙烷依次加入到带有搅拌装置的高压反应釜中，催化剂的加入量为环氧丙烷加入质量的3～10％，甲醇加入量为环氧丙烷加入摩尔质量的3～8倍，在压力为0.4～1.0MPa、温度为115℃～145℃下反应3～6h，反应结束后，冷却，将反应混合物在真空度为0.03～0.06Mpa、温度为40～60℃下减压蒸馏出过量的甲醇，回收甲醇重复使用，将蒸馏出甲醇以后的反应混合物过滤，所得滤液即为丙二醇甲醚，滤饼在400～500℃焙烧后作为催化剂重复使用；所述固体碱催化剂KF/ZrO₂‑SiO₂中的K、Si与Zr原子的摩尔比为0.108～0.472∶0.0327～0.233∶1；所述固体碱催化剂KF/ZrO₂‑SiO₂，是先通过水解‑共沉淀法形成复合氧化物ZrO₂‑SiO₂，再通过浸渍无水KF溶液改性，最后经焙烧形成的KF改性复合ZrO₂‑SiO₂固体碱催化剂，其具体制备方法如下：(1)将32.2克锆的前躯体加入到100～200克的去离子水的反应器中，在25～60℃下搅拌0.5～4h后，再加入0.7～5克硅的前躯体和1.5～15克质量分数为36％的HCl溶液，继续搅拌4～10h，再在搅拌状态下缓慢加入沉淀剂，直至混合溶液的pH在8～10之间，出现先凝胶后乳胶现象，静置分层，白色乳胶经去离子水洗涤至中性，过滤，将滤饼在烘箱中40～60℃下干燥24～48h，最后置于箱式马弗炉中焙烧，即得锆硅复合氧化物ZrO₂‑SiO₂；(2)将无水KF、无水溶剂、ZrO₂‑SiO₂复合氧化物按照0.05～0.5∶4～10∶1的质量比在室温下搅拌混合4～8h，将所形成的混合物在40～60℃搅拌状态下缓慢蒸干，将蒸干所得固体粉末在40～80℃干燥箱中干燥6～24h，再置于箱式马弗炉中焙烧，即得KF改性复合Z_rO₂‑SiO₂固体碱催化剂KF/ZrO₂‑SiO₂；所述的锆的前驱体为八水氯氧化锆、硝酸氧锆、氯氧化锆中的至少一种，硅的前驱体为正硅酸乙酯；所述的沉淀剂是氨水、氢氧化钠、氢氧化钾中的至少一种；所述的无水溶剂为低沸点的无水甲醇或者无水乙醇。