[发明专利]一种丙烯醛水合制备3-羟基丙醛的催化剂、其制法及应用

说明书

本申请公开了一种丙烯醛水合制备3‑羟基丙醛的催化剂、其制法及应用，所述丙烯醛水合制备3‑羟基丙醛的催化剂含有金属修饰的硅铝分子筛。将该催化剂应用于丙烯醛水合制备3‑羟基丙醛的反应，可有效地抑制副反应的发生，提高目标产物的选择性和催化剂的稳定性。

技术领域

本申请涉及一种丙烯醛水合制备3-羟基丙醛的方法，属于催化剂材料领域。

背景技术

1，3-丙二醇是一种重要的化工原料，主要用于生产聚酯、增塑剂、聚氨酯等化工产品。1，3-丙二醇最主要的用途是与对苯二甲酸聚合生成聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)。PTT是一种新型的、性能优异的热塑性聚酯材料，可广泛应用于工程塑料、纺织纤维和地毯等领域。目前，1，3-丙二醇的主要生产方法有生物发酵法，甘油氢解法和丙烯醛水合加氢法等方法。其中丙烯醛水合制3-羟基丙醛是丙烯醛水合加氢法制1，3-丙二醇的重要步骤。

专利US5015789公开了一种以螯合型离子交换树脂为催化剂的丙烯醛水合方法，其丙烯醛转化率在40.8％时，3-羟基丙醛的选择性可达到82％。除离子交换树脂催化剂外，分子筛也被应用于丙烯醛的水合反应。但是目前使用分子筛作为丙烯醛水合催化剂还存在反应转化率低、选择性不高，稳定性差等不足，催化剂性能需要进一步优化和提高。

发明内容

根据本申请的一个方面，提供了一种丙烯醛水合制备3-羟基丙醛的催化剂，使用该催化剂用于丙烯醛水合制备3-羟基丙醛的反应，可有效地抑制副反应的发生，提高目标产物的选择性和催化剂的稳定性。

所述丙烯醛水合制备3-羟基丙醛的催化剂含有金属修饰的硅铝分子筛。

可选地，所述硅铝分子筛的硅铝比为15～30。

可选地，所述丙烯醛水合制备3-羟基丙醛的催化剂中金属的负载量为0.3～3wt％。

优选地，所述丙烯醛水合制备3-羟基丙醛的催化剂中金属的负载量为0.5-1.5wt％。

可选地，所述金属选自碱金属、碱土金属、过渡金属中的至少一种。

可选地，所述硅铝分子筛包括ZSM-5分子筛、Y型分子筛、Beta分子筛中的一种。

优选地，所述碱金属包括钠、钾中的至少一种；所述碱土金属包括镁、钙中的至少一种；所述过渡金属包括锰、铁、钴、镍、铜、锌中的至少一种。

可选地，所述丙烯醛水合制备3-羟基丙醛的催化剂中含有粘结剂；所述丙烯醛水合制备3-羟基丙醛的催化剂中粘结剂的含量为60～70％。

优选地，粘结剂为氧化铝。

根据本申请的另一方面，还提供了一种丙烯醛水合制备3-羟基丙醛的催化剂的制备方法，所述制备方法包括：

将含有硅铝分子筛的原料与含有金属离子的溶液混合，离子交换，得到所述丙烯醛水合制备3-羟基丙醛的催化剂。

可选地，所述丙烯醛水合制备3-羟基丙醛的催化剂的制备方法至少包括：

(1)使硅铝分子筛与铵盐或无机酸溶液混合，离子交换，将分子筛过滤，100～120℃下烘干10～20h，然后在500～600℃焙烧3～6h；

(2)将步骤(1)得到的样品与粘结剂和硝酸混合，挤条成型，然后在100～120℃下烘干10～20h，随后500～600℃焙烧3～6h，将焙烧后的条状催化剂破碎，过筛得到颗粒状样品；

(3)配置含有金属离子的溶液，与颗粒状样品混合，在80～95℃下离子交换20～60min，将样品过滤，100～120℃下烘干10～20h，随后500～600℃焙烧3～6h，即得到所述催化剂。

上述步骤(1)的目的是为了获得氢型分子筛。