[发明专利]一种酸碱复合催化剂以及使用其制备甲基丙烯醛的方法

说明书

本发明涉及一种酸碱复合催化剂以及使用其制备甲基丙烯醛的方法，具体地，本发明的酸碱复合催化剂包括复合酸和复合碱。本发明的酸碱复合催化剂在用于制备甲基丙烯醛时，可表现出高活性和高稳定性，而且产品纯度高，适合于连续生产。

技术领域

本发明涉及一种酸碱复合催化剂以及使用其制备甲基丙烯醛的方法。

背景技术

甲基丙烯醛是重要的化学中间体，广泛应用于聚合物，是纺织浆料、表面涂料及药物等行业的基础原料。现有的甲基丙烯醛的合成方法主要包括异丁烯的氧化、异丁烷的氧化及羟醛缩合。异丁烯及异丁烷的氧化依赖于石油化工，通常使用P-Mo-V类催化剂，成本高、效率低，催化剂用量大，需要庞大的反应器，该催化剂寿命短，且因高温氧化导致选择性差、副产物多，后续分离困难，分离能耗高，产品杂质多。而甲醛与丙醛缩合合成甲基丙烯醛具有反应条件较温和，效率与收率高的优点，因此具有很好的应用前景。

在甲基丙烯醛的制备中，羟醛缩合反应是很经济和应用广泛的一种方法。通常使用碱催化剂或酸碱复合催化剂由福尔马林与丙醛反应制备曼尼希碱进而热分解生产甲基丙烯醛，关于此已有专利报道，如JP4173762、JP3069420、US4408079、JP4173757、US4496770、JP4173757等，均在单一酸和/或单一碱下进行，其缺点是，为提高效率，温度较高，产生较多的聚合类副产物(如二聚物等低聚物)，同时杂质及有机碱进入到产品中难以分离而影响到后续使用。

因此，仍需要开发一种可以高效地制备甲基丙烯醛的催化剂。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可以高效地制备甲基丙烯醛的催化剂及使用其制备甲基丙烯醛的方法。

一方面，本发明提供一种用于制备甲基丙烯醛的酸碱复合催化剂，所述酸碱复合催化剂包括复合酸和复合碱。

在具体实施方式中，所述复合酸与所述复合碱的摩尔比为1:0.5～3，优选地为1:0.5～1.5。

在具体实施方式中，所述复合酸包含两种以上具有1-4个碳原子的饱和一元脂肪酸，所述复合碱包含两种以上仲胺，优选地，包含三种以上仲胺。

在具体实施方式中，所述饱和一元脂肪酸可选自甲酸、乙酸、丙酸和丁酸中的任一种，所述仲胺可选自二甲胺、二乙胺、二乙醇胺、二丙胺中的任一种。

在优选的实施方式中，所述复合酸包括乙酸和丙酸，优选地，由乙酸和丙酸组成，所述复合碱包括二甲胺、二乙胺和二乙醇胺，优选地，由二甲胺、二乙胺和二乙醇胺组成。

在优选的实施方式中，所述复合酸由乙酸和丙酸组成，并且乙酸与丙酸的摩尔比可为1:0.1～2，所述复合碱由二甲胺、二乙胺和二乙醇胺组成，并且二甲胺、二乙胺、二乙醇胺的摩尔比可为1:0.1～5:0.1～5。

另一方面，本发明提供了一种制备甲基丙烯醛的方法，所述方法包括：在上述的催化剂的存在下，使甲醛和丙醛反应来制备甲基丙烯醛。

在具体实施方式中，所述甲醛可以福利马林的形式提供。

在具体实施方式中，甲醛与丙醛的摩尔比可为1:0.1～10。

在具体实施方式中，在上述方法中，基于反应物的重量，所述催化剂的使用量可为反应物重量的0.01-4倍。

在具体实施方式中，在上述方法中，反应温度在30～200℃之间，优选在50～150℃之间，最优选为120℃。

在具体实施方式中，在上述方法中，反应时间可为0.1秒～180分钟，优选为3秒～60分钟。

在具体实施方式中，在上述方法中，反应压力可为0～5MPa。

在具体实施方式中，在上述方法中，可使用釜式反应器与管式反应器的组合。