異佛爾酮催化劑的再生方法與流程
2023-09-22 05:12:40
本發明涉及一種異佛爾酮催化劑的再生方法。
背景技術：
：異佛爾酮的化學名稱是3,5,5-三甲基-2-環己烯-1-酮，外觀為無色低揮發性液體，有類似樟腦的氣味，是一種具有高沸點、低吸溼性、微小蒸發速度和突出溶解能力的性能優良的重要酮類溶劑，同時也是一種重要的有機化工原料。丙酮縮合法製備異佛爾酮包括液相縮合法和多相縮合法。液相縮合法是丙酮在鹼性溶液中加壓液相縮合，是目前國外主要採用的工業方法，該方法具有催化劑簡單、操作方便等優點；缺點是反應釜為高壓設備，且內部結構較複雜，丙酮轉化率不高，生產成本較高，廢液中含有大量的氫氧化鉀，處理較困難，蒸餾塔操作過程不易控制等。為克服上述異佛爾酮生產過程存在的缺點，國內外技術人員積極研究採用固體催化劑的多相催化縮合法。例如專利US4535187公開了鈣鋁複合氧化物催化劑，專利US4476324公開了鎂鋁共沉澱複合氧化物催化劑，專利CN101875602A公開了鎂鋁複合氧化物催化劑，這些催化劑均可用於丙酮多相縮合製備異佛爾銅。文獻對丙酮多相縮合製備異佛爾酮催化劑有詳細的介紹，但都未涉及對使用後的失活催化劑的處理再利用。技術實現要素：本發明所要解決的技術問題之一是提供一種異佛爾酮催化劑的再生方法，該再生方法具有能充分利用失活催化劑，使之恢復活性，節約催化劑成本的優點。本發明所要解決的技術問題之二是提供上述技術問題之一所述再生方法得到的再生催化劑。本發明所要解決的技術問題之三是提供採用上述技術問題之二所述再生催化劑的丙酮多相縮合法合成異佛爾酮的方法。為解決上述技術問題之一，本發明採用的技術方案如下：異佛爾酮催化劑的再生方法，包括以下步驟：a)將失活的異佛爾酮催化劑在300～800℃焙燒1～12小時；b)步驟a)獲得的催化劑與水溶液和/或有機溶劑混合處理；c)將步驟b)混合處理後的催化劑進行固液分離，乾燥焙燒得到再生催化劑。上述技術方案中，優選地，所述催化劑為鎂鋁鈣複合氧化物，所述鎂鋁鈣複合氧化物中鋁鎂摩爾比為0.1～2.0，鈣鎂摩爾比為0.01～0.5。上述技術方案中，優選地，所述步驟b)中催化劑與水溶液混合處理。上述技術方案中，優選地，所述步驟b)中催化劑與體積濃度1～100％乙醇溶液混合處理。上述技術方案中，優選地，所述步驟b)中催化劑與丙酮混合處理。上述技術方案中，優選地，所述步驟b)中催化劑與水溶液和/或有機溶劑的固液體積比為1:(1～500)，混合處理溫度為室溫～200℃。上述技術方案中，更優選地，所述固液體積比為1:(10～300)。上述技術方案中，更優選地，所述混合處理溫度為50～160℃。上述技術方案中，優選地，步驟a)所述的焙燒溫度為450～700℃，焙燒時間為4～8小時。上述技術方案中，優選地，步驟c)所述乾燥的溫度為室溫～150℃，時間為1～48小時。上述技術方案中，優選地，步驟c)所述焙燒的溫度為400～700℃，時間為2～20小時。上述技術方案中，步驟b)所述的催化劑與水溶液和/或有機溶劑混合處理可以採用靜態混合處理，也可以採用動態混合處理，例如攪拌條件下混合處理。為解決上述技術問題之二，本發明的技術方案如下：上述技術問題之一的技術方案中任一種再生方法得到的異佛爾酮再生催化劑。為解決上述技術問題之三，本發明的技術方案如下：丙酮多相縮合法合成異佛爾酮的方法，以丙酮為原料，反應原料與上述所述再生催化劑接觸，反應生成異佛爾酮。反應溫度優選為200～400℃，反應壓力優選為0～5MPa，相對於丙酮的體積空速優選為0.1～5小時-1。本發明中再生催化劑性能評價在固定床管式反應器(Ф25×500毫米不鏽鋼)上進行。反應條件：反應溫度為200～400℃，反應壓力為0～5MPa，相對於丙酮的體積空速為0.1～5小時-1。以丙酮轉化率和異佛爾酮選擇性來評價再生催化劑的性能。本發明採用先將失活的異佛爾酮催化劑焙燒以消除積碳，再與水溶液和/或有機溶劑混合處理，乾燥焙燒得到再生催化劑的技術方案，所得到的再生催化劑用於丙酮多相縮合制異佛爾酮反應中表現出了優異的催化性能，再生後催化劑性能基本恢復，丙酮轉化率達到35％，異佛爾酮選擇性達到70％，而且具有處理簡單的優點，取得了較好的技術效果。下面通過實施例對本發明作進一步闡述。具體實施方式新鮮異佛爾酮催化劑經快速老化試驗，丙酮轉化率下降到10％以下後停止試驗，拆下作為失活催化劑待用。【實施例1】量取失活的異佛爾酮催化劑20毫升在400℃焙燒4小時，用200毫升水溶液在100℃下靜置混合處理48小時，處理後的催化劑與水分離，在80℃下乾燥20小時，最後在500℃焙燒8小時得到催化劑A。催化劑性能評價試驗在固定床管式反應器(Ф25×500毫米不鏽鋼)上進行，催化劑裝載量為10毫升。反應產物分析採用安捷倫6820，HP-1柱。催化劑組成見表1，實驗條件及反應結果見表2。【實施例2】量取失活的異佛爾酮催化劑20毫升在600℃焙燒10小時，用4000毫升水溶液在室溫下靜置混合處理100小時，處理後的催化劑與水分離，在50℃下乾燥40小時，最後在650℃焙燒20小時得到催化劑B。催化劑性能評價試驗在固定床管式反應器(Ф25×500毫米不鏽鋼)上進行，催化劑裝載量為10毫升。反應產物分析採用安捷倫6820，HP-1柱。催化劑組成見表1，實驗條件及反應結果見表2。【實施例3】量取失活的異佛爾酮催化劑20毫升在700℃焙燒6小時，用8000毫升水溶液在150℃下攪拌混合處理120小時，處理後的催化劑與水分離，在110℃下乾燥36小時，最後在450℃焙燒16小時得到催化劑C。催化劑性能評價試驗在固定床管式反應器(Ф25×500毫米不鏽鋼)上進行，催化劑裝載量為10毫升。反應產物分析採用安捷倫6820，HP-1柱。催化劑組成見表1，實驗條件及反應結果見表2。【實施例4】量取失活的異佛爾酮催化劑20毫升在550℃焙燒1小時，用500毫升水溶液在80℃下攪拌混合處理80小時，處理後的催化劑與水分離，在60℃下乾燥16小時，最後在550℃焙燒6小時得到催化劑D。催化劑性能評價試驗在固定床管式反應器(Ф25×500毫米不鏽鋼)上進行，催化劑裝載量為10毫升。反應產物分析採用安捷倫6820，HP-1柱。催化劑組成見表1，實驗條件及反應結果見表2。【實施例5】量取失活的異佛爾酮催化劑20毫升在350℃焙燒9小時，用2000毫升水溶液在50℃下攪拌混合處理90小時，處理後的催化劑與水分離，在130℃下乾燥10小時，最後在480℃焙燒10小時得到催化劑E。催化劑性能評價試驗在固定床管式反應器(Ф25×500毫米不鏽鋼)上進行，催化劑裝載量為10毫升。反應產物分析採用安捷倫6820，HP-1柱。催化劑組成見表1，實驗條件及反應結果見表2。【實施例6】量取失活的異佛爾酮催化劑20毫升在450℃焙燒5小時，用3500毫升水溶液在160℃下攪拌混合處理24小時，處理後的催化劑與水分離，在50℃下乾燥12小時，最後在600℃焙燒18小時得到催化劑F。催化劑性能評價試驗在固定床管式反應器(Ф25×500毫米不鏽鋼)上進行，催化劑裝載量為10毫升。反應產物分析採用安捷倫6820，HP-1柱。催化劑組成見表1，實驗條件及反應結果見表2。【實施例7】量取失活的異佛爾酮催化劑20毫升在650℃焙燒3小時，用1000毫升水溶液在180℃下靜置混合處理70小時，處理後的催化劑與水分離，在140℃下乾燥48小時，最後在700℃焙燒4小時得到催化劑G。催化劑性能評價試驗在固定床管式反應器(Ф25×500毫米不鏽鋼)上進行，催化劑裝載量為10毫升。反應產物分析採用安捷倫6820，HP-1柱。催化劑組成見表1，實驗條件及反應結果見表2。【實施例8】量取失活的異佛爾酮催化劑20毫升在300℃焙燒12小時，用400毫升水溶液在200℃下靜置混合處理30小時，處理後的催化劑與水分離，在80℃下乾燥8小時，最後在520℃焙燒2小時得到催化劑H。催化劑性能評價試驗在固定床管式反應器(Ф25×500毫米不鏽鋼)上進行，催化劑裝載量為10毫升。反應產物分析採用安捷倫6820，HP-1柱。催化劑組成見表1，實驗條件及反應結果見表2。【實施例9】量取失活的異佛爾酮催化劑20毫升在500℃焙燒8小時，用7000毫升水溶液在120℃下靜置混合處理40小時，處理後的催化劑與水分離，在70℃下乾燥28小時，最後在680℃焙燒5小時得到催化劑I。催化劑性能評價試驗在固定床管式反應器(Ф25×500毫米不鏽鋼)上進行，催化劑裝載量為10毫升。反應產物分析採用安捷倫6820，HP-1柱。催化劑組成見表1，實驗條件及反應結果見表2。【實施例10】量取失活的異佛爾酮催化劑20毫升在750℃焙燒11小時，用6000毫升水溶液在70℃下攪拌混合處理110小時，處理後的催化劑與水分離，在150℃下乾燥4小時，最後在580℃焙燒3小時得到催化劑J。催化劑性能評價試驗在固定床管式反應器(Ф25×500毫米不鏽鋼)上進行，催化劑裝載量為10毫升。反應產物分析採用安捷倫6820，HP-1柱。催化劑組成見表1，實驗條件及反應結果見表2。【實施例11】量取失活的異佛爾酮催化劑20毫升在500℃焙燒7小時，用10000毫升水溶液在室溫下攪拌混合處理16小時，處理後的催化劑與水分離，在100℃下乾燥18小時，最後在400℃焙燒14小時得到催化劑K。催化劑性能評價試驗在固定床管式反應器(Ф25×500毫米不鏽鋼)上進行，催化劑裝載量為10毫升。反應產物分析採用安捷倫6820，HP-1柱。催化劑組成見表1，實驗條件及反應結果見表2。【實施例12】量取失活的異佛爾酮催化劑20毫升在800℃焙燒2小時，用5000毫升水溶液在130℃下靜置混合處理8小時，處理後的催化劑與水分離，在室溫下乾燥32小時，最後在620℃焙燒12小時得到催化劑L。催化劑性能評價試驗在固定床管式反應器(Ф25×500毫米不鏽鋼)上進行，催化劑裝載量為10毫升。反應產物分析採用安捷倫6820，HP-1柱。催化劑組成見表1，實驗條件及反應結果見表2。【實施例13】量取失活的異佛爾酮催化劑20毫升在450℃焙燒5小時，用3500毫升體積溶度25％乙醇溶液在160℃下攪拌混合處理24小時，處理後的催化劑與水分離，在50℃下乾燥12小時，最後在600℃焙燒18小時得到催化劑M。催化劑性能評價試驗在固定床管式反應器(Ф25×500毫米不鏽鋼)上進行，催化劑裝載量為10毫升。反應產物分析採用安捷倫6820，HP-1柱。催化劑組成見表1，實驗條件及反應結果見表2。【實施例14】量取失活的異佛爾酮催化劑20毫升在650℃焙燒3小時，用1000毫升體積溶度80％乙醇溶液水溶液在180℃下靜置混合處理70小時，處理後的催化劑與水分離，在140℃下乾燥48小時，最後在700℃焙燒4小時得到催化劑N。催化劑性能評價試驗在固定床管式反應器(Ф25×500毫米不鏽鋼)上進行，催化劑裝載量為10毫升。反應產物分析採用安捷倫6820，HP-1柱。催化劑組成見表1，實驗條件及反應結果見表2。【實施例15】量取失活的異佛爾酮催化劑20毫升在550℃焙燒1小時，用500毫升丙酮在80℃下攪拌混合處理80小時，處理後的催化劑與水分離，在60℃下乾燥16小時，最後在550℃焙燒6小時得到催化劑P。催化劑性能評價試驗在固定床管式反應器(Ф25×500毫米不鏽鋼)上進行，催化劑裝載量為10毫升。反應產物分析採用安捷倫6820，HP-1柱。催化劑組成見表1，實驗條件及反應結果見表2。【對比例1】量取【實施例1】失活的異佛爾酮催化劑20毫升在500℃焙燒7小時得到催化劑S。催化劑性能評價試驗在固定床管式反應器(Ф25×500毫米不鏽鋼)上進行，催化劑裝載量為10毫升。反應產物分析採用安捷倫6820，HP-1柱。催化劑組成見表1，實驗條件及反應結果見表2。【對比例2】量取【實施例1】失活的異佛爾酮催化劑20毫升在800℃焙燒2小時得到催化劑T。催化劑性能評價試驗在固定床管式反應器(Ф25×500毫米不鏽鋼)上進行，催化劑裝載量為10毫升。反應產物分析採用安捷倫6820，HP-1柱。催化劑組成見表1，實驗條件及反應結果見表2。表1催化劑編號鋁鎂摩爾比鈣鎂摩爾比A1.000.20B2.000.10C0.100.20D0.300.05E0.650.01F0.500.40G0.400.50H0.700.10I0.800.40J0.950.25K0.900.05L1.000.50M0.500.40N0.400.50P0.300.05S0.900.05T1.000.50表2當前第1頁1 2 3