[发明专利]一种酯化催化剂制备及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及了精细化工综合技术领域。涉及一种固体酸催化剂的制备及其催化多元醇酯化应用。

背景技术

在润滑油行业，多元醇酯类润滑油近年来发展很快，通过酯化反应制备高性能润滑油基础油成为热点，而随着对环境保护的要求日益严格，传统化学工业产生的“三废”对环境产生的压力越来越大，国内外科技工作者一直致力于寻找绿色环保、高效、可再生的多元醇酯化催化剂，经过多年的发展，形成了磺酸催化剂^[1]，负载磺酸催化剂^[2]，无机固体超强酸催化剂^[3]，非酸催化剂如甲基磺酸镧^[4]，无机盐催化剂^[5]等几个系列，开发出的新催化剂对环境无毒无害或者毒害作用很小，但是由于成本原因，上述催化剂在工业上难以大规模推广。因此，开发出一种价格低廉、环境友好的酯化反应催化剂具有重要意义。考虑到酯化反应后分离催化剂的问题，使用非均相催化剂成了新型酯化催化剂的主流，结合工业生产成本需要，选择硫酸基TiO₂类型的超强固体酸类催化剂为突破口，结合已有的工作基础^[6-7]，对传统的浸渍法制备固体酸方法进行改进，改为一步水热法制备溶胶，掺杂别的活性金属进行改性后原位负载在多孔物质上，然后通过溶液PH调节以及加热，使之析出TiO₂以及掺杂金属，该方法制备的催化剂活性中心在负载物表面上分布均匀，两种活性金属中心分布均匀，且与负载物结合牢固，可有效降低酯化过程中的活性成分的流失，为催化剂回收再利用以及简化酯化产品的后处理提供了便利

参考文献

1.潘翠真，徐进云.三羟甲基丙烷油酸酯的制备.天津工业大学学报，2010，29(6)：47-49

2.刘元法，王兴国，李凯，单良，金青哲.江南大学.一种季戊四醇油酸酯的制备方法[P].中国发明专利：CN101245006A，2008.3.14

3.梁永光，杨水金，TiSiW₁₂O₄₀/TiO₂催化合成葡萄糖五丁酸酯的研究，分子催化，2001，15(6)：475-478

4.杜晓晗，黄松鹤.一种油酸季戊四醇酯的制备方法[P].中国发明专利：CN101314563A，2008.

5.王素琴，张泰铭，廖德仲，何节玉，毛立新，许怡学，制备绿色润滑剂三羟甲基丙烷酯的催化酯化新工艺.精细化工中间体，2006，36(6)：41-43

6.苏娜，李坤兰，宫国梁，固体超强酸SO₄^2-/TiO₂的制备及其在季戊四醇酯化反应中的催化性能，大连工业大学学报，2009，28(4)：277-280

7.赵会玲，许胜，周建海，胡军，刘洪来.MCM-41介孔材料负载金属的一步法合成及其对酯化反应的催化作用[J].物理化学学报，2011，27(02)：499-504

发明内容

本发明的目的是公开一种多金属固体酸催化剂的制备方法以及催化酯化应用。

本发明所指的多金属固体酸催化剂是以TiCl₄为原料，通过水热法掺杂其他金属，掺杂金属包含但是不限于铁，锡，锌；负载物质包含但是不限于球形Al₂O₃，介孔材料；马弗炉活化温度范围为200-800℃；本发明催化剂具有机械强度高、酸性强、可以多次使用、易于回收的优点。

本发明所指的多元醇酯化反应中的多元醇包括但不限于：

甘油，季戊四醇，三羟甲基丙烷。

本发明所指的参与酯化反应的羧酸为一元羧酸，包括但不限于油酸、异壬酸、异辛酸。

本发明所指催化剂含量为反应物质量的比例为0.1％-10.0％。

本发明所指的多元醇的酯化反应，酯化率不低于80％。

本发明中所指的多元醇酯化产物应用于润滑油基础油，粘度指数不低于100。

本发明尝试用简单工艺制备多金属负载型固体酸催化剂，所得的固体酸催化剂机械强度高，易于分离、可以多次使用等优点，催化多元醇与羧酸进行非均相酯化反应，具有酯化率高、催化剂分离方便、产品粘度指数大等优点。

具体实施方式

多金属负载型固体酸催化剂的制备

实施例1