CN105582928B - 3‑乙酰氧基丙醛催化剂 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及3‑乙酰氧基丙醛催化剂，主要解决现有技术中3‑乙酰氧基丙醛催化剂活性和选择性较低的问题，通过采用3‑乙酰氧基丙醛催化剂，所述催化剂采用SiO2、Al2O3或者其混合物为载体，活性组分包括选自铂簇金属元素的至少一种、选自碱金属元素中的至少一种、以及选自VIIB和VA金属中的至少一种金属元素的技术方案，较好的解决了该技术问题，可用于1.3‑丙二醇的工业生产中。
Description
技术领域
本发明涉及3-乙酰氧基丙醛催化剂，所述催化剂的制备方法以及3-乙酰氧基丙醛的合成方法。
背景技术
1.3-丙二醇(1.3-PDO)是一种重要的化工原料，主要用于增塑剂、洗涤剂、防腐剂、乳化剂的合成，也用于食品、化妆品和制药等行业。由于它是一种重要的聚酯纤维单体，其最主要的用途是作为单体与对苯二甲酸合成新型聚酯材料一聚对苯二甲酸丙二酯(PTT)。
1.3-丙二醇的制备方法有环氧乙烷一步法、环氧乙烷两步法、丙烯醛水合法、乙醛甲醛缩合法、丙烯酸酯法、生物法、醋酸乙烯氢甲酰化等。目前，1.3-PDO的工业化生产方法为化学合成法，国际市场主要由德国Degussa公司、美国壳牌Shell公司和美国杜邦公司三家垄断。Degussa公司采用的是丙烯醛水合加氢法(AC法)、壳牌公司采用的是环氧乙烷羰基化法(EO法)、杜邦公司采用的是自己创新的生物工程法(MF法)。其中环氧乙烷两步法工艺和丙烯醛水合法工艺是目前主流工艺。
众所周知，醋酸乙烯中有一个碳碳双键，该键可以发生氢甲酰化反应，在双键的一个碳原子上加上一个醛基，生成了乙酰氧基丙醛的同分异构体。该醛可以通过加氢变成羟基，酯基可以通过水解变成羟基形成二醇，这样醋酸乙烯经过氢甲酰化、加氢和水解就可以制备1.3-丙二醇。
专利US4072709(Production of lactic acid)等专利中讲述了利用乙酸乙烯酯或丙酸乙烯酯为原料，通过采用均相铑化合物为催化剂，通过氢甲酰化反应，得到α-乙酰氧基丙醛或者α-丙酰氧基丙醛。分离或不分离，然后通过加氢和水解过程得到1.3-PDO，或者氧化和水解得到乳酸。但上述方法在制备3-乙酰氧基丙醛过程中均存在3-乙酰氧基丙醛收率低和选择性不高的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题之一是3-乙酰氧基丙醛收率低及选择性低的问题，提供一种用于3-乙酰氧基丙醛合成的催化剂，该催化剂具有3-乙酰氧基丙醛收率高对3-乙酰氧基丙醛选择性高的特点。
本发明所要解决的技术问题之二是采用上述技术问题之一所述催化剂的生产方法。
本发明所要解决的技术问题之三是采用上述技术问题之一所述催化剂的3-乙酰氧基丙醛的合成方法。
为了解决上述技术问题之一，本发明采用的技术方案如下：3-乙酰氧基丙醛催化剂，所述催化剂采用SiO2、Al2O3或者其混合物为载体，活性组分包括选自铂簇金属元素的至少一种、选自碱金属元素中的至少一种、以及选自VIIB和VA中的至少一种金属元素。优选所述活性组分同时包括铂簇金属元素、碱金属元素、选自VIIB中的至少一种金属元素和选自VA金属中的至少一种金属元素。此时VIIB的金属元素与VA中的金属元素之间在提高3-乙酰氧基丙醛选择性和收率方面具有协同作用。
上述技术方案中，所述铂簇金属元素优选自铂、钯、锇、铱、钌和铑中的至少一种。
上述技术方案中，所述碱金属元素优选自锂、钠、钾、铷和铯中的至少一种。。
上述技术方案中，所述VIIB金属优选自锰和铼中的至少一种。
上述技术方案中，所述VA金属优选自锑和铋中的至少一种。
上述技术方案中，作为最优选的技术方案，所述活性组分同时包括铂簇金属元素、碱金属元素、VIIB金属元素和VA金属元素；例如所述活性组分由铑、铯、铼和铋(或锑)组成，或者由铑、铯、铼(或锰)、铋和锑组成，或者由铑、铯(或钾)、铼、锰、铋和锑组成，或者由铑(或钌)、铯、钾、铼、锰、铋和锑组成。最最优选所述活性组分由铑、钌、铯、钾、铼、锰、铋和锑组成。
上述技术方案中，所述催化剂中铂簇金属元素的含量优选为3.00～14.00g/L，更优选为5.00～9.50g/L；所述催化剂中碱金属元素的含量优选为0.10～3.00g/L，更优选为0.50～3.00g/L；所述催化剂中选自选自VIIB和VA中金属的至少一种含量优选为0.10～5.00g/L，更优选为1.00～5.00g/L。所述催化剂所用的载体比表面优选为50～300m2/g，更优选为150～200m2/g，孔容优选为0.80～1.20，更优选为0.90～1.00。
为解决上述技术问题之二，本发明的技术方案如下：上述技术问题之一的技术方案中所述催化剂的生产方法，包括如下步骤：
①按催化剂的组成将铂簇金属元素的化合物、碱金属元素的化合物、VIIB和VA中金属元素的化合物的溶液与载体混合；
②干燥。
上述技术方案中，步骤①所述铂簇金属元素的化合物优选自氯化铑、醋酸铑二配体、三苯基膦氯铑、硝酸铑、氯化钯、二氯四氨钯、醋酸钯、氯亚钯酸铵、氯化钌、过钌酸四内胺、二氯化铂、氯亚铂酸铵、氯铂酸、三氯化锇、三氯化铱和氯铱酸中的至少一种；步骤①所述碱金属化合物优选自碱金属氧化物、碱金属氯化物、碱金属硝酸盐、碱金属硫酸盐和碱金属醋酸盐中的至少一种；步骤①所述VIIB金属元素的化合物有选自醋酸锰、氯化锰、硫酸锰、甲基三氧化铼和过铼酸铵中的至少一种；步骤①所述VA金属元素的化合物优选自氯化锑、硫酸锑、氯化铋、柠檬酸铋铵、硝酸铋和硫酸铋中的至少一种。步骤②所述干燥温度为80～120℃，更优选为100～120℃。
为解决上述技术问题之三，本发明的技术方案如下：3-乙酰氧基丙醛的合成方法，以醋酸乙烯、一氧化碳和氢气为原料，以甲苯为溶剂，在上述技术问题之一的技术方案中任一项所述催化剂和促进剂存在下反应生成3-乙酰氧基丙醛。所述促进剂优选吡啶和三苯基磷中的至少一种。
本发明的关键是催化剂的选择，本领域技术人员知道如何根据实际需要确定合适的反应温度、反应时间、反应压力和物料的配比。但是，上述技术方案中反应的温度优选为50～180℃；反应的压力优选为1.0～15.0MPa；反应的时间优选为1.0～15.0h。一氧化碳与氢气的摩尔比优选为0.10～10.0。
本发明产物经冷却、减压、分离后采用气相色谱-质谱联用仪(GC-MASS)分析，按下列公式计算醋酸乙烯的转化率和3-乙酰氧基丙醛的收率和选择性：
与现有技术相比，本发明的关键是催化剂的活性组分中包括铂簇金属元素、碱金属元素和选自VIIB和VA中的至少一种金属元素，有利于提高主催化剂的活性和稳定性，从而提高了3-乙酰氧基丙醛的收率和选择性。
实验结果表明，采用本发明催化剂时，3-乙酰氧基丙醛收率84.78％，选择性达到94.69％，取得了较好的技术效果，尤其是催化剂中活性组分同时包括铂簇金属元素、碱金属元素、选自VIIB中的至少一种金属元素和选自VA中的至少一种金属元素时，取得了更加突出的技术效果，可用于1.3-丙二醇的工业生产中。下面通过实施例对本发明作进一步阐述。
具体实施方式
【实施例1】
催化剂的制备：将含6.20gRh、含2.00gCs和含2.80gRe的醋酸铑二配体(Rh2(OAc)4)、CsCl和甲基三氧化铼(简称MTO，分子式CH3ReO3)充分混合溶解于纯水中，得到浸渍液400ml，将1.0L比表面为168m2/g，孔容为0.94，直径为5.6mm的球形SiO2载体浸渍在上述浸渍液中，静置3h于100℃干燥，得到所述催化剂。经ICP测定该催化剂的Rh含量为6.20g/L，Cs含量2.00g/L，Re含量2.80g/L。
3-乙酰氧基丙醛的合成：将2.50mol甲苯、0.15mol催化剂、0.20mol三苯基磷和1.65mol醋酸乙烯加入1L钛材反应釜内，先用氩气排出釜内空气后充压至2.0MPa，然后通入一氧化碳和氢气直至压力5.5MPa，提高搅拌速度至800rpm，同时搅拌加热升温至反应温度，控制反应温度为96℃，氢气与一氧化碳的摩尔比为2:1，持续反应5.0h后，停止反应。
产物分析：将上述反应得到的反应混合物冷却、减压、分离，液相采用气相色谱-质谱联用仪(GC-MASS)分析。
经计算3-乙酰氧基丙醛的收率为84.78％，选择性为94.69％，为了便于说明和比较，催化剂的制备条件、反应条件、物料进料量、3-乙酰氧基丙醛的收率和选择性分别列于表1和表2。
【实施例2】
催化剂的制备：将含6.20gRh、含2.00gCs和含2.80gBi的醋酸铑二配体(Rh2(OAc)4)、CsCl和次水杨酸铋(C7H5BiO4)充分混合溶解于纯水中，得到浸渍液400ml，将1.0L比表面为168m2/g，孔容为0.94，直径为5.6mm的球形SiO2载体浸渍在上述浸渍液中，静置3h于100℃干燥，得到所述催化剂。经ICP测定该催化剂的Rh含量为6.20g/L，Cs含量2.00g/L，Bi含量2.80g/L。
3-乙酰氧基丙醛的合成：将2.50mol甲苯、0.15mol催化剂、0.20mol三苯基磷和1.65mol醋酸乙烯加入1L钛材反应釜内，先用氩气排出釜内空气后充压至2.0MPa，然后通入一氧化碳和氢气直至压力5.5MPa，提高搅拌速度至800rpm，同时搅拌加热升温至反应温度，控制反应温度为96℃，氢气与一氧化碳的摩尔比为2:1，持续反应5.0h后，停止反应。
产物分析：将上述反应得到的反应混合物冷却、减压、分离，液相采用气相色谱-质谱联用仪(GC-MASS)分析。
经计算3-乙酰氧基丙醛的收率为84.71％，选择性为94.57％，为了便于说明和比较，催化剂的制备条件、反应条件、物料进料量、3-乙酰氧基丙醛的收率和选择性分别列于表1和表2。
【比较例1】
为【实施例1】和【实施例2】的比较例。
催化剂的制备：将含6.20gRh和含2.00gCs的醋酸铑二配体(Rh2(OAc)4)和CsCl充分混合溶解于纯水中，得到浸渍液400ml，将1.0L比表面为168m2/g，孔容为0.94，直径为5.6mm的球形SiO2载体浸渍在上述浸渍液中，静置3h于100℃干燥，得到所述催化剂。经ICP测定该催化剂的Rh含量为6.20g/L，Cs含量2.00g/L。
3-乙酰氧基丙醛的合成：将2.50mol甲苯、0.15mol催化剂、0.20mol三苯基磷和1.65mol醋酸乙烯加入1L钛材反应釜内，先用氩气排出釜内空气后充压至2.0MPa，然后通入一氧化碳和氢气直至压力5.5MPa，提高搅拌速度至800rpm，同时搅拌加热升温至反应温度，控制反应温度为96℃，氢气与一氧化碳的摩尔比为2:1，持续反应5.0h后，停止反应。
产物分析：将上述反应得到的反应混合物冷却、减压、分离，液相采用气相色谱-质谱联用仪(GC-MASS)分析。
经计算3-乙酰氧基丙醛的收率为72.18％，选择性为85.16％，为了便于说明和比较，催化剂的制备条件、反应条件、物料进料量、3-乙酰氧基丙醛的收率和选择性分别列于表1和表2。
通过与实施例1～2相比可以看出，本发明采用的催化剂，使用同时含Rh、Cs和Re活性组分、同时含Rh、Cs和Bi活性组分的催化剂性能比只含Rh和Cs活性组分催化剂的性能要更优，3-乙酰氧基丙醛的选择性和收率都要高。
【实施例3】
催化剂的制备：将含5.00gRh、含0.50gLi和含1.00gRe的RhCl3·6H2O、LiCl和过铼酸铵(H4NO4Re)充分混合溶解于纯水中，得到浸渍液400ml，将1.0L比表面为200m2/g，孔容为1.00，直径为5.6mm的球形Al2O3载体浸渍在上述浸渍液中，静置3h于80℃干燥，得到所述催化剂。经ICP测定该催化剂的Rh含量为5.00g/L，Li含量0.50g/L，Re含量1.00g/L。
3-乙酰氧基丙醛的合成：将2.50mol甲苯、0.15mol催化剂、0.20mol三苯基磷和1.65mol醋酸乙烯加入1L钛材反应釜内，先用氩气排出釜内空气后充压至2.0MPa，然后通入一氧化碳和氢气直至压力5.5MPa，提高搅拌速度至800rpm，同时搅拌加热升温至反应温度，控制反应温度为96℃，氢气与一氧化碳的摩尔比为2:1，持续反应5.0h后，停止反应。
产物分析：将上述反应得到的反应混合物冷却、减压、分离，液相采用气相色谱-质谱联用仪(GC-MASS)分析。
经计算3-乙酰氧基丙醛的收率为79.62％，选择性为92.79％，为了便于说明和比较，催化剂的制备条件、反应条件、物料进料量、3-乙酰氧基丙醛的收率和选择性分别列于表1和表2。
【实施例4】
催化剂的制备：将含10.00gRh、含3.00gNa和含5.00gMn的Rh2(SO4)3·15H2O、Na2O和MnSO4·H2O充分混合溶解于浓度为8wt％的盐酸水溶液中，得到浸渍液400ml，将1.0L比表面为150m2/g，孔容为0.90，直径为5.6mm的球形SiO2载体浸渍在上述浸渍液中，静置3h于120℃干燥，得到所述催化剂。经ICP测定该催化剂的Rh含量为10.00g/L，Na含量3.00g/L，Mn含量5.00g/L。
3-乙酰氧基丙醛的合成：将2.50mol甲苯、0.15mol催化剂、0.20mol三苯基磷和1.65mol醋酸乙烯加入1L钛材反应釜内，先用氩气排出釜内空气后充压至2.0MPa，然后通入一氧化碳和氢气直至压力5.5MPa，提高搅拌速度至800rpm，同时搅拌加热升温至反应温度，控制反应温度为96℃，氢气与一氧化碳的摩尔比为2:1，持续反应5.0h后，停止反应。
产物分析：将上述反应得到的反应混合物冷却、减压、分离，液相采用气相色谱-质谱联用仪(GC-MASS)分析。
经计算3-乙酰氧基丙醛的收率为85.74％，选择性为94.13％，为了便于说明和比较，催化剂的制备条件、反应条件、物料进料量、3-乙酰氧基丙醛的收率和选择性分别列于表1和表2。
【实施例5】
催化剂的制备：将含6.20gRh、含2.00gK和含2.80gMn的Rh(NO3)3、K2SO4和MnCl2·4H2O充分混合溶解于纯水中，得到浸渍液400ml，将1.0L比表面为168m2/g，孔容为0.94，直径为5.6mm的球形SiO2载体浸渍在上述浸渍液中，静置3h于100℃干燥，得到所述催化剂。经ICP测定该催化剂的Rh含量为6.20g/L，K含量2.00g/L，Mn含量2.80g/L。
3-乙酰氧基丙醛的合成：将2.50mol甲苯、0.15mol催化剂、0.20mol三苯基磷和1.65mol醋酸乙烯加入1L钛材反应釜内，先用氩气排出釜内空气后充压至2.0MPa，然后通入一氧化碳和氢气直至压力5.5MPa，提高搅拌速度至800rpm，同时搅拌加热升温至反应温度，控制反应温度为96℃，氢气与一氧化碳的摩尔比为2:1，持续反应5.0h后，停止反应。
产物分析：将上述反应得到的反应混合物冷却、减压、分离，液相采用气相色谱-质谱联用仪(GC-MASS)分析。
经计算3-乙酰氧基丙醛的收率为84.73％，选择性为94.62％，为了便于说明和比较，催化剂的制备条件、反应条件、物料进料量、3-乙酰氧基丙醛的收率和选择性分别列于表1和表2。
【实施例6】
催化剂的制备：将含6.20gPd、含2.00gRb和含2.80gMn的二氯四氨钯(Pd(NH3)4Cl2·H2O)、RbNO3和Mn(OAc)2·4H2O充分混合溶解于纯水中，得到浸渍液400ml，将1.0L比表面为168m2/g，孔容为0.94，直径为5.6mm的球形SiO2载体浸渍在上述浸渍液中，静置3h于100℃干燥，得到所述催化剂。经ICP测定该催化剂的Pd含量为6.20g/L，Rb含量2.00g/L，Mn含量2.80g/L。
3-乙酰氧基丙醛的合成：将2.50mol甲苯、0.15mol催化剂、0.20mol三苯基磷和1.65mol醋酸乙烯加入1L钛材反应釜内，先用氩气排出釜内空气后充压至2.0MPa，然后通入一氧化碳和氢气直至压力5.5MPa，提高搅拌速度至800rpm，同时搅拌加热升温至反应温度，控制反应温度为96℃，氢气与一氧化碳的摩尔比为2:1，持续反应5.0h后，停止反应。
产物分析：将上述反应得到的反应混合物冷却、减压、分离，液相采用气相色谱-质谱联用仪(GC-MASS)分析。
经计算3-乙酰氧基丙醛的收率为84.30％，选择性为94.34％，为了便于说明和比较，催化剂的制备条件、反应条件、物料进料量、3-乙酰氧基丙醛的收率和选择性分别列于表1和表2。
【实施例7】
催化剂的制备：将含6.20gPd、含2.00gCs和含2.80gBi的Pd(OAc)2、CsCl和柠檬酸铋铵(Bi(NH3)2C6H7O7·H2O)充分混合溶解于浓度为10wt％的醋酸中，得到浸渍液400ml，将1.0L比表面为168m2/g，孔容为0.94，直径为5.6mm的球形SiO2载体浸渍在上述浸渍液中，静置3h于100℃干燥，得到所述催化剂。经ICP测定该催化剂的Pd含量为6.20g/L，Cs含量2.00g/L，Bi含量2.80g/L。
3-乙酰氧基丙醛的合成：将2.50mol甲苯、0.15mol催化剂、0.20mol三苯基磷和1.65mol醋酸乙烯加入1L钛材反应釜内，先用氩气排出釜内空气后充压至2.0MPa，然后通入一氧化碳和氢气直至压力5.5MPa，提高搅拌速度至800rpm，同时搅拌加热升温至反应温度，控制反应温度为96℃，氢气与一氧化碳的摩尔比为2:1，持续反应5.0h后，停止反应。
产物分析：将上述反应得到的反应混合物冷却、减压、分离，液相采用气相色谱-质谱联用仪(GC-MASS)分析。
经计算3-乙酰氧基丙醛的收率为84.26％，选择性为94.31％，为了便于说明和比较，催化剂的制备条件、反应条件、物料进料量、3-乙酰氧基丙醛的收率和选择性分别列于表1和表2。
【实施例8】
催化剂的制备：将含6.20gRu、含2.00gCs和含2.80gBi的RuCl3·XH2O、CsCl和BiCl3充分混合溶解于浓度为8wt％的盐酸中，得到浸渍液400ml，将1.0L比表面为168m2/g，孔容为0.94，直径为5.6mm的球形SiO2载体浸渍在上述浸渍液中，静置3h于100℃干燥，得到所述催化剂。经ICP测定该催化剂的Ru含量为6.20g/L，Cs含量2.00g/L，Bi含量2.80g/L。
3-乙酰氧基丙醛的合成：将2.50mol甲苯、0.15mol催化剂、0.20mol三苯基磷和1.65mol醋酸乙烯加入1L钛材反应釜内，先用氩气排出釜内空气后充压至2.0MPa，然后通入一氧化碳和氢气直至压力5.5MPa，提高搅拌速度至800rpm，同时搅拌加热升温至反应温度，控制反应温度为96℃，氢气与一氧化碳的摩尔比为2:1，持续反应5.0h后，停止反应。
产物分析：将上述反应得到的反应混合物冷却、减压、分离，液相采用气相色谱-质谱联用仪(GC-MASS)分析。
经计算3-乙酰氧基丙醛的收率为84.10％，选择性为94.72％，为了便于说明和比较，催化剂的制备条件、反应条件、物料进料量、3-乙酰氧基丙醛的收率和选择性分别列于表1和表2。
【实施例9】
催化剂的制备：将含6.20gPt、含2.00gCs和含2.80gBi的氯亚铂酸铵((NH4)2PtCl4)、CsCl和Bi2(SO4)3充分混合溶解于浓度为8wt％的盐酸中，得到浸渍液400ml，将1.0L比表面为168m2/g，孔容为0.94，直径为5.6mm的球形SiO2载体浸渍在上述浸渍液中，静置3h于100℃干燥，得到所述催化剂。经ICP测定该催化剂的Pt含量为6.20g/L，Cs含量2.00g/L，Bi含量2.80g/L。
3-乙酰氧基丙醛的合成：将2.50mol甲苯、0.15mol催化剂、0.20mol三苯基磷和1.65mol醋酸乙烯加入1L钛材反应釜内，先用氩气排出釜内空气后充压至2.0MPa，然后通入一氧化碳和氢气直至压力5.5MPa，提高搅拌速度至800rpm，同时搅拌加热升温至反应温度，控制反应温度为96℃，氢气与一氧化碳的摩尔比为2:1，持续反应5.0h后，停止反应。
产物分析：将上述反应得到的反应混合物冷却、减压、分离，液相采用气相色谱-质谱联用仪(GC-MASS)分析。
经计算3-乙酰氧基丙醛的收率为84.16％，选择性为94.57％，为了便于说明和比较，催化剂的制备条件、反应条件、物料进料量、3-乙酰氧基丙醛的收率和选择性分别列于表1和表2。
【实施例10】
催化剂的制备：将含6.20gOs、含2.00gCs和含2.80gSb的OsCl3·3H2O、CsCl和Sb2(SO4)3充分混合溶解于浓度为8wt％的盐酸中，得到浸渍液400ml，将1.0L比表面为168m2/g，孔容为0.94，直径为5.6mm的球形SiO2载体浸渍在上述浸渍液中，静置3h于100℃干燥，得到所述催化剂。经ICP测定该催化剂的Os含量为6.20g/L，Cs含量2.00g/L，Sb含量2.80g/L。
3-乙酰氧基丙醛的合成：将2.50mol甲苯、0.15mol催化剂、0.20mol三苯基磷和1.65mol醋酸乙烯加入1L钛材反应釜内，先用氩气排出釜内空气后充压至0.2MPa，然后通入一氧化碳和氢气直至压力1.0MPa，提高搅拌速度至800rpm，同时搅拌加热升温至反应温度，控制反应温度为50℃，氢气与一氧化碳的摩尔比为1:10，持续反应1.0h后，停止反应。
产物分析：将上述反应得到的反应混合物冷却、减压、分离，液相采用气相色谱-质谱联用仪(GC-MASS)分析。
经计算3-乙酰氧基丙醛的收率为78.58％，选择性为93.33％，为了便于说明和比较，催化剂的制备条件、反应条件、物料进料量、3-乙酰氧基丙醛的收率和选择性分别列于表1和表2。
【实施例11】
催化剂的制备：将含6.20gIr、含2.00gCs和含2.80gSb的IrCl3·XH2O、CsCl和Cl3Sb充分混合溶解于浓度为8wt％的盐酸水溶液中，得到浸渍液400ml，将1.0L比表面为168m2/g，孔容为0.94，直径为5.6mm的球形SiO2载体浸渍在上述浸渍液中，静置3h于100℃干燥，得到所述催化剂。经ICP测定该催化剂的Ir含量为6.20g/L，Cs含量2.00g/L，Sb含量2.80g/L。
3-乙酰氧基丙醛的合成：将2.50mol甲苯、0.15mol催化剂、0.20mol三苯基磷和1.65mol醋酸乙烯加入1L钛材反应釜内，先用氩气排出釜内空气后充压至1.0MPa，然后通入一氧化碳和氢气直至压力15.0MPa，提高搅拌速度至800rpm，同时搅拌加热升温至反应温度，控制反应温度为180℃，氢气与一氧化碳的摩尔比为10:1，持续反应15.0h后，停止反应。
产物分析：将上述反应得到的反应混合物冷却、减压、分离，液相采用气相色谱-质谱联用仪(GC-MASS)分析。
经计算3-乙酰氧基丙醛的收率为84.90％，选择性为94.36％，为了便于说明和比较，催化剂的制备条件、反应条件、物料进料量、3-乙酰氧基丙醛的收率和选择性分别列于表1和表2。
【实施例12】
催化剂的制备：将含6.20gRh、含2.00gCs、含1.30gRe和含1.50gBi的醋酸铑二配体(Rh2(OAc)4)、CsCl、甲基三氧化铼(简称MTO，分子式CH3ReO3)和次水杨酸铋(C7H5BiO4)充分混合溶解于纯水中，得到浸渍液400ml，将1.0L比表面为168m2/g，孔容为0.94，直径为5.6mm的球形SiO2载体浸渍在上述浸渍液中，静置3h于100℃干燥，得到所述催化剂。经ICP测定该催化剂的Rh含量为6.20g/L，Cs含量2.00g/L，Re含量1.30g/L，Bi含量1.50g/L。
3-乙酰氧基丙醛的合成：将2.50mol甲苯、0.15mol催化剂、0.20mol三苯基磷和1.65mol醋酸乙烯加入1L钛材反应釜内，先用氩气排出釜内空气后充压至2.0MPa，然后通入一氧化碳和氢气直至压力5.5MPa，提高搅拌速度至800rpm，同时搅拌加热升温至反应温度，控制反应温度为96℃，氢气与一氧化碳的摩尔比为2:1，持续反应5.0h后，停止反应。
产物分析：将上述反应得到的反应混合物冷却、减压、分离，液相采用气相色谱-质谱联用仪(GC-MASS)分析。
经计算3-乙酰氧基丙醛的收率为86.02％，选择性为95.87％，为了便于说明和比较，催化剂的制备条件、反应条件、物料进料量、3-乙酰氧基丙醛的收率和选择性分别列于表1和表2。
通过实施例11与实施例1和实施例2同比看出，在提高3-乙酰氧基丙醛的选择性和收率方面，本发明使用的催化剂中，VIIB金属Re与VA金属Bi之间具有协同作用。
【实施例13】
催化剂的制备：将含6.20gRh、含2.00gCs、含1.30gRe和含1.50gSb的醋酸铑二配体(Rh2(OAc)4)、CsCl、甲基三氧化铼(简称MTO，分子式CH3ReO3)和Cl3Sb充分混合溶解于浓度为8wt％的盐酸水溶液中，得到浸渍液400ml，将1.0L比表面为168m2/g，孔容为0.94，直径为5.6mm的球形SiO2载体浸渍在上述浸渍液中，静置3h于100℃干燥，得到所述催化剂。经ICP测定该催化剂的Rh含量为6.20g/L，Cs含量2.00g/L，Re含量1.30g/L，Sb含量1.50g/L。
3-乙酰氧基丙醛的合成：将2.50mol甲苯、0.15mol催化剂、0.20mol三苯基磷和1.65mol醋酸乙烯加入1L钛材反应釜内，先用氩气排出釜内空气后充压至2.0MPa，然后通入一氧化碳和氢气直至压力5.5MPa，提高搅拌速度至800rpm，同时搅拌加热升温至反应温度，控制反应温度为96℃，氢气与一氧化碳的摩尔比为2:1，持续反应5.0h后，停止反应。
产物分析：将上述反应得到的反应混合物冷却、减压、分离，液相采用气相色谱-质谱联用仪(GC-MASS)分析。
经计算3-乙酰氧基丙醛的收率为85.91％，选择性为95.89％，为了便于说明和比较，催化剂的制备条件、反应条件、物料进料量、3-乙酰氧基丙醛的收率和选择性分别列于表1和表2。
【实施例14】
催化剂的制备：将含6.20gRh、含2.00gCs、含1.30gRe、含0.95gBi和含0.55gSb的醋酸铑二配体(Rh2(OAc)4)、CsCl、甲基三氧化铼(简称MTO，分子式CH3ReO3)、次水杨酸铋(C7H5BiO4)和Cl3Sb充分混合溶解于浓度为8wt％的盐酸水溶液中，得到浸渍液400ml，将1.0L比表面为168m2/g，孔容为0.94，直径为5.6mm的球形SiO2载体浸渍在上述浸渍液中，静置3h于100℃干燥，得到所述催化剂。经ICP测定该催化剂的Rh含量为6.20g/L，Cs含量2.00g/L，Re含量1.30g/L，Bi含量0.95g/L，Sb含量0.55g/L。
3-乙酰氧基丙醛的合成：将2.50mol甲苯、0.15mol催化剂、0.20mol三苯基磷和1.65mol醋酸乙烯加入1L钛材反应釜内，先用氩气排出釜内空气后充压至2.0MPa，然后通入一氧化碳和氢气直至压力5.5MPa，提高搅拌速度至800rpm，同时搅拌加热升温至反应温度，控制反应温度为96℃，氢气与一氧化碳的摩尔比为2:1，持续反应5.0h后，停止反应。
产物分析：将上述反应得到的反应混合物冷却、减压、分离，液相采用气相色谱-质谱联用仪(GC-MASS)分析。
经计算3-乙酰氧基丙醛的收率为86.83％，选择性为96.34％，为了便于说明和比较，催化剂的制备条件、反应条件、物料进料量、3-乙酰氧基丙醛的收率和选择性分别列于表1和表2。
通过实施例14与实施例12和实施例13同比看出，在提高3-乙酰氧基丙醛的选择性和收率方面，本发明使用的催化剂中，VA金属中Bi与Sb之间具有协同作用。说明了Rh、Cs、Re、Bi和Sb五种活性组分之间存在很好的协同作用。
【实施例15】
催化剂的制备：将含6.20gRh、含2.00gCs、含1.30gMn、含0.95gBi和含0.55gSb的醋酸铑二配体(Rh2(OAc)4)、CsCl、Mn(OAc)2·4H2O、次水杨酸铋(C7H5BiO4)和Cl3Sb充分混合溶解于浓度为8wt％的盐酸水溶液中，得到浸渍液400ml，将1.0L比表面为168m2/g，孔容为0.94，直径为5.6mm的球形SiO2载体浸渍在上述浸渍液中，静置3h于100℃干燥，得到所述催化剂。经ICP测定该催化剂的Rh含量为6.20g/L，Cs含量2.00g/L，Mn含量1.30g/L，Bi含量0.95g/L，Sb含量0.55g/L。
3-乙酰氧基丙醛的合成：将2.50mol甲苯、0.15mol催化剂、0.20mol三苯基磷和1.65mol醋酸乙烯加入1L钛材反应釜内，先用氩气排出釜内空气后充压至2.0MPa，然后通入一氧化碳和氢气直至压力5.5MPa，提高搅拌速度至800rpm，同时搅拌加热升温至反应温度，控制反应温度为96℃，氢气与一氧化碳的摩尔比为2:1，持续反应5.0h后，停止反应。
产物分析：将上述反应得到的反应混合物冷却、减压、分离，液相采用气相色谱-质谱联用仪(GC-MASS)分析。
经计算3-乙酰氧基丙醛的收率为86.92％，选择性为96.29％，为了便于说明和比较，催化剂的制备条件、反应条件、物料进料量、3-乙酰氧基丙醛的收率和选择性分别列于表1和表2。
【实施例16】
催化剂的制备：将含6.20gRh、含2.00gCs、含0.80gRe、含0.50gMn、含0.95gBi和含0.55gSb的醋酸铑二配体(Rh2(OAc)4)、CsCl、甲基三氧化铼(简称MTO，分子式CH3ReO3)、Mn(OAc)2·4H2O、次水杨酸铋(C7H5BiO4)和Cl3Sb充分混合溶解于浓度为8wt％的盐酸水溶液中，得到浸渍液400ml，将1.0L比表面为168m2/g，孔容为0.94，直径为5.6mm的球形SiO2载体浸渍在上述浸渍液中，静置3h于100℃干燥，得到所述催化剂。经ICP测定该催化剂的Rh含量为6.20g/L，Cs含量2.00g/L，Re含量0.80g/L，Mn含量0.50g/L，Bi含量0.95g/L，Sb含量0.55g/L。
3-乙酰氧基丙醛的合成：将2.50mol甲苯、0.15mol催化剂、0.20mol三苯基磷和1.65mol醋酸乙烯加入1L钛材反应釜内，先用氩气排出釜内空气后充压至2.0MPa，然后通入一氧化碳和氢气直至压力5.5MPa，提高搅拌速度至800rpm，同时搅拌加热升温至反应温度，控制反应温度为96℃，氢气与一氧化碳的摩尔比为2:1，持续反应5.0h后，停止反应。
产物分析：将上述反应得到的反应混合物冷却、减压、分离，液相采用气相色谱-质谱联用仪(GC-MASS)分析。
经计算3-乙酰氧基丙醛的收率为87.74％，选择性为97.41％，为了便于说明和比较，催化剂的制备条件、反应条件、物料进料量、3-乙酰氧基丙醛的收率和选择性分别列于表1和表2。
通过实施例16与实施例14和实施例15同比看出，在提高3-乙酰氧基丙醛的选择性和收率方面，本发明使用的催化剂中，VIIB金属Re、Mn之间具有协同作用，说明了Rh、Cs、Re、Mn、Bi和Sb六种活性组分之间存在很好的协同作用。
【实施例17】
催化剂的制备：将含6.20gRh、含2.00gK、含0.80gRe、含0.50gMn、含0.95gBi和含0.55gSb的醋酸铑二配体(Rh2(OAc)4)、K2SO4、甲基三氧化铼(简称MTO，分子式CH3ReO3)、Mn(OAc)2·4H2O、次水杨酸铋(C7H5BiO4)和Cl3Sb充分混合溶解于浓度为8wt％的盐酸水溶液中，得到浸渍液400ml，将1.0L比表面为168m2/g，孔容为0.94，直径为5.6mm的球形SiO2载体浸渍在上述浸渍液中，静置3h于100℃干燥，得到所述催化剂。经ICP测定该催化剂的Rh含量为6.20g/L，K含量2.00g/L，Re含量0.80g/L，Mn含量0.50g/L，Bi含量0.95g/L，Sb含量0.55g/L。
3-乙酰氧基丙醛的合成：将2.50mol甲苯、0.15mol催化剂、0.20mol三苯基磷和1.65mol醋酸乙烯加入1L钛材反应釜内，先用氩气排出釜内空气后充压至2.0MPa，然后通入一氧化碳和氢气直至压力5.5MPa，提高搅拌速度至800rpm，同时搅拌加热升温至反应温度，控制反应温度为96℃，氢气与一氧化碳的摩尔比为2:1，持续反应5.0h后，停止反应。
产物分析：将上述反应得到的反应混合物冷却、减压、分离，液相采用气相色谱-质谱联用仪(GC-MASS)分析。
经计算3-乙酰氧基丙醛的收率为87.58％，选择性为97.56％，为了便于说明和比较，催化剂的制备条件、反应条件、物料进料量、3-乙酰氧基丙醛的收率和选择性分别列于表1和表2。
【实施例18】
催化剂的制备：将含6.20gRh、含1.55gCs、含0.45gK、含0.80gRe、含0.50gMn、含0.95gBi和含0.55gSb的醋酸铑二配体(Rh2(OAc)4)、CsCl、K2SO4、甲基三氧化铼(简称MTO，分子式CH3ReO3)、Mn(OAc)2·4H2O、次水杨酸铋(C7H5BiO4)和Cl3Sb充分混合溶解于浓度为8wt％的盐酸水溶液中，得到浸渍液400ml，将1.0L比表面为168m2/g，孔容为0.94，直径为5.6mm的球形SiO2载体浸渍在上述浸渍液中，静置3h于100℃干燥，得到所述催化剂。经ICP测定该催化剂的Rh含量为6.20g/L，Cs含量1.55g/L，K含量0.45g/L，Re含量0.80g/L，Mn含量0.50g/L，Bi含量0.95g/L，Sb含量0.55g/L。
3-乙酰氧基丙醛的合成：将2.50mol甲苯、0.15mol催化剂、0.20mol三苯基磷和1.65mol醋酸乙烯加入1L钛材反应釜内，先用氩气排出釜内空气后充压至2.0MPa，然后通入一氧化碳和氢气直至压力5.5MPa，提高搅拌速度至800rpm，同时搅拌加热升温至反应温度，控制反应温度为96℃，氢气与一氧化碳的摩尔比为2:1，持续反应5.0h后，停止反应。
产物分析：将上述反应得到的反应混合物冷却、减压、分离，液相采用气相色谱-质谱联用仪(GC-MASS)分析。
经计算3-乙酰氧基丙醛的收率为88.49％，选择性为98.65％，为了便于说明和比较，催化剂的制备条件、反应条件、物料进料量、3-乙酰氧基丙醛的收率和选择性分别列于表1和表2。
通过实施例18与实施例16和实施例17同比看出，在提高3-乙酰氧基丙醛的选择性和收率方面，本发明使用的催化剂中，碱金属Cs、K之间具有协同作用，说明了Rh、Cs、K、Re、Mn、Bi和Sb七种活性组分之间存在很好的协同作用。
【实施例19】
催化剂的制备：将含6.20gRu、含1.55gCs、含0.45gK、含0.80gRe、含0.50gMn、含0.95gBi和含0.55gSb的RuCl3·XH2O、CsCl、K2SO4、甲基三氧化铼(简称MTO，分子式CH3ReO3)、Mn(OAc)2·4H2O、次水杨酸铋(C7H5BiO4)和Cl3Sb充分混合溶解于浓度为8wt％的盐酸水溶液中，得到浸渍液400ml，将1.0L比表面为168m2/g，孔容为0.94，直径为5.6mm的球形SiO2载体浸渍在上述浸渍液中，静置3h于100℃干燥，得到所述催化剂。经ICP测定该催化剂的Ru含量为6.20g/L，Cs含量1.55g/L，K含量0.45g/L，Re含量0.80g/L，Mn含量0.50g/L，Bi含量0.95g/L，Sb含量0.55g/L。
3-乙酰氧基丙醛的合成：将2.50mol甲苯、0.15mol催化剂、0.20mol三苯基磷和1.65mol醋酸乙烯加入1L钛材反应釜内，先用氩气排出釜内空气后充压至2.0MPa，然后通入一氧化碳和氢气直至压力5.5MPa，提高搅拌速度至800rpm，同时搅拌加热升温至反应温度，控制反应温度为96℃，氢气与一氧化碳的摩尔比为2:1，持续反应5.0h后，停止反应。
产物分析：将上述反应得到的反应混合物冷却、减压、分离，液相采用气相色谱-质谱联用仪(GC-MASS)分析。
经计算3-乙酰氧基丙醛的收率为88.25％，选择性为98.67％，为了便于说明和比较，催化剂的制备条件、反应条件、物料进料量、3-乙酰氧基丙醛的收率和选择性分别列于表1和表2。
【实施例20】
催化剂的制备：将含5.00gRh、含1.20gRu、含1.55gCs、含0.45gK、含0.80gRe、含0.50gMn、含0.95gBi和含0.55gSb的醋酸铑二配体(Rh2(OAc)4)、RuCl3·XH2O、CsCl、K2SO4、甲基三氧化铼(简称MTO，分子式CH3ReO3)、Mn(OAc)2·4H2O、次水杨酸铋(C7H5BiO4)和Cl3Sb充分混合溶解于浓度为8wt％的盐酸水溶液中，得到浸渍液400ml，将1.0L比表面为168m2/g，孔容为0.94，直径为5.6mm的球形SiO2载体浸渍在上述浸渍液中，静置3h于100℃干燥，得到所述催化剂。经ICP测定该催化剂的Rh含量为5.00g/L，Ru含量1.20g/L，Cs含量1.55g/L，K含量0.45g/L，Re含量0.80g/L，Mn含量0.50g/L，Bi含量0.95g/L，Sb含量0.55g/L。
3-乙酰氧基丙醛的合成：将2.50mol甲苯、0.15mol催化剂、0.20mol三苯基磷和1.65mol醋酸乙烯加入1L钛材反应釜内，先用氩气排出釜内空气后充压至2.0MPa，然后通入一氧化碳和氢气直至压力5.5MPa，提高搅拌速度至800rpm，同时搅拌加热升温至反应温度，控制反应温度为96℃，氢气与一氧化碳的摩尔比为2:1，持续反应5.0h后，停止反应。
产物分析：将上述反应得到的反应混合物冷却、减压、分离，液相采用气相色谱-质谱联用仪(GC-MASS)分析。
经计算3-乙酰氧基丙醛的收率为88.96％，选择性为99.14％，为了便于说明和比较，催化剂的制备条件、反应条件、物料进料量、3-乙酰氧基丙醛的收率和选择性分别列于表1和表2。
通过实施例20与实施例18和实施例19同比看出，在提高3-乙酰氧基丙醛的选择性和收率方面，本发明使用的催化剂中，铂簇金属Rh、Ru之间具有协同作用，说明了Rh、Ru、Cs、K、Re、Mn、Bi和Sb八种活性组分之间存在很好的协同作用。
表1
表2(待续)
表2(续)
Claims (8)
1.3-乙酰氧基丙醛催化剂，所述催化剂采用SiO2、Al2O3或者其混合物为载体，活性组分包括选自铂族金属元素的至少一种、选自碱金属元素中的至少一种、选自VIIB中的至少一种金属元素和VA中的至少一种金属元素；催化剂中铂族金属元素的含量为5.00～9.50g/L，碱金属元素的含量为0.10～3.00g/L，催化剂中所述选自VIIB中金属的至少一种和VA中金属的至少一种含量为0.10～5.00g/L。
2.根据权利要求1所述催化剂，其特征在于所述铂族金属选自铂、钯、锇、铱、钌和铑中的至少一种。
3.根据权利要求1所述催化剂，其特征在于所述碱金属元素选自锂、钠、钾、铷和铯中的至少一种。
4.根据权利要求1所述催化剂，其特征在于所述VIIB金属选自锰和铼中的至少一种。
5.根据权利要求1所述催化剂，其特征在于所述VA金属选自锑和铋中的至少一种。
6.由权利要求1所述的催化剂的生产方法，包括如下步骤：
①按催化剂的组成将铂族金属元素的化合物、碱金属元素的化合物、VIIB和VA金属中金属元素的化合物的溶液与载体混合；
②干燥。
7.3-乙酰氧基丙醛的合成方法，以醋酸乙烯、一氧化碳和氢气为原料，以甲苯为溶剂，在权利要求1～5中任一项所述催化剂和促进剂存在下合成3-乙酰氧基丙醛。
8.根据权利要求7所述的合成方法，其特征在于所述促进剂选自吡啶和三苯基磷中的至少一种。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |