[发明专利]一种硼钪催化剂的制备方法及其在合成2,6-二甲基苯酚中的应用

说明书

本发明公开了一种催化剂并应用于2,6‑二甲基苯酚的合成。将苯酚，甲醇，水的蒸汽以摩尔比为1:(0.5‑7):(1‑5)经高压恒流泵打入装有硼钪催化剂的固定床反应器中。固定床的温度为320℃‑475℃，液体空速为0.1‑2.2h^‑1。本发明方法的优点是有效提高了催化剂的使用寿命，苯酚转化率高达95％以上，提高了2,6‑二甲基苯酚的选择性，并且副产物邻甲苯酚可回收重复投入反应器中进行再生产。

技术领域

本发明涉及一种以硼钪为催化剂，苯酚、甲醇、水为原料制备2,6-二甲基苯酚的方法，还涉及一种硼钪复合型催化剂的制备方法。

背景技术

2,6-二甲基苯酚是一种重要的精细化工中间体，在工业上主要是作为合成工程塑料聚苯醚(PP0)的单体，广泛应用于农药、医药、香料、染料、抗氧剂、阻聚剂、紫外线吸收剂、燃料添加剂、橡胶助剂、涂料、饲料添加剂和合成材料领域。目前国内生产2,6-二甲基苯酚的能力还很有限，年产量不高。为提升该技术的商业价值，众多的科研工作者致力于其核心技术之一的催化剂的开发研究，并且已取得数千项专利。其中以日本三菱开发的铁系复合氧化物催化剂、美国GE开发的氧化镁多组份催化剂性能最为优异。国内华东理工大学也进行了苯酚气相催化甲基化研究。湖南化工研究院开发出氧化锰复合氧化物催化剂并取得中试成果。

目前，该反应开发的催化剂体系主要有分子筛催化剂，水滑石催化剂以及金属氧化物催化剂。分子筛催化剂选择性较差，同时生成O-烷基化和C-烷基化产物，且催化剂极易堵塞、失活。金属氧化物和尖晶石等催化剂对苯酚烷基化表现出较好的催化性能，但都存在反应温度高(450℃-550℃)，选择性差(85％以下)，收率低(50％以下)等问题。所以进一步对催化剂进行改性，制备出效率更高、寿命更长、选择性更好的复合型催化剂，已经成为目前广泛讨论与研究的课题。

发明内容

一种硼钪复合型催化剂，以硼的前驱体和钪的前驱体为原料，采用沉淀法制备得到所述硼钪复合型催化剂，所硼钪复合型催化剂中硼与钪元素摩尔比为B:Sc＝1:(0.5-4)。

所述沉淀法包括对产物的后处理，所述后处理是将产物进行高温煅烧。

所述硼的前驱体为B₂O₃、H₃BO₃、BH₃、B₅H₉、B₆H₁₂、Na₃BO₄、NaBH₄、硼砂中的一种或两种以上，优选为硼砂；所述钪的前驱体为磷酸钪、硫酸钪、碳酸钪、氢氧化钪、钪溴酸盐、硼酸钪、亚硝酸钪、钪酸盐、硝酸钪六水合物、钪绿泥石中的一种或几种，优选为硝酸钪六水合物。

所述沉淀法采用下述一种或两种以上的沉淀剂：Na₂CO₃、K₂CO₃、NaOH、KOH、氨水，优选为Na₂CO₃。

所述硼钪复合型催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将钪的前驱体与硼的前驱体溶于超纯水，得到溶液A；

(2)将沉淀剂溶于超纯水中，得到溶液B；

(3)将溶液A在磁力搅拌下，在40-70℃下滴加到溶液B中，将pH值保持在8-9之间，抽滤得到固体C。

(4)固体C用蒸馏水洗涤，并在100-130℃下干燥过夜。然后将该材料压碎并在450-500℃下煅烧12-16小时，得到所述的硼钪复合型催化剂。

上述的硼钪复合型催化剂或上述制备方法得到的硼钪复合型催化剂在催化合成2,6-二甲基苯酚中的应用。