丙酮液相加氫製備異丙醇的方法
2023-05-28 11:00:26
專利名稱：丙酮液相加氫製備異丙醇的方法
技術領域：
本發明涉及一種製備異丙醇的方法，特別是一種丙酮液相加氫制異丙醇的方法
背景技術：
近年來，國內外許多苯酚生產廠家紛紛擴建或新建生產裝置，丙烯資源短缺制約了我國苯酚產量的提高，苯酚需要大量依賴進口的局面還將延續。2008 2011年全球新建和擴建的苯酚裝置能力達到287. 6萬噸/年，其中亞洲佔94%，中國大陸佔43%。三井化學擬定於2013 2014年在中國或新加坡建40萬噸/年苯酚裝置，而這些新裝置均採用異丙苯法。到2012年全球苯酚產能將達1250萬噸/年，2017年全球苯酚產能將達1390萬噸/年，丙酮為870萬噸/年。化工在線預測，2011年全球丙酮產能將達到727. O萬噸/年，需求量為631. 5萬噸，苯酚與丙酮需求的不平衡導致丙酮日益過剩。 如何有效利用多餘的丙酮已成為許多苯酚生產廠家面臨的難題，將丙酮加氫轉化成異丙醇就是出路之一。丙酮加氫可採用貴金屬Pd、Pt、Ru等催化劑，在固定床反應器上進行，但這些催化劑價格十分昂貴。非晶態合金具有短程有序、長程無序、質地均勻、沒有晶界的結構以及一般材料所不具備的力學、電學、磁學及化學性質、良好的抗輻射性能及抗腐蝕能力，因此是一種具有廣闊應用前景的新型材料。非晶態合金組分均一，成分可調、具有優良的加氫比活性及選擇性。平2-278643採用Ru/A1203催化劑進行丙酮加氫，以異丙醇為溶劑，在9. OMPa氫氣壓力下，最高轉化率和選擇性均達到99. 9%。該催化劑由於使用貴金屬Ru存在價格較高，反應在9. OMpa H2壓力下進行存在反應壓力高的問題。中國專利CN1255482A中，採用壓片成型的CuO-ZnO混合物為催化劑，在固定床反應器進行丙酮加氫反應，在反應溫度150 250°C，反應壓力在1. O 5. OMPa條件下，丙酮轉化率和生成異丙醇選擇性均能達到99%。綜上所述，現有技術製備的催化劑，應用於丙酮加氫製備異丙醇過程中，採用貴金屬催化劑存在價格昂貴，採用Cu基催化劑時存在活性低的問題。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是現有技術製備異丙醇過程中存在採用貴金屬Ru催化劑價格昂貴壓力高的特點、採用Cu基催化劑活性低的問題，提供一種新的丙酮液相加氫製備異丙醇的方法。該方法所採用催化劑具有價格低、壓力低、活性高的優點。為解決上述技術問題，本發明採用的技術方案如下以異丙醇為溶劑，原料與溶劑混合物中按重量百分比計，丙酮含量為10 80%，異丙醇含量為20 90%，在反應溫度為100 200°C，反應壓力為1. O 5. OMPa，原料與催化劑接觸，反應生成異丙醇，其中所用催化劑以重量百分比計包括以下組分a)10. O 40. 0% Ni ；b)2. O 8. 0% B ；c)55. O 70. 0% Al2O3 ；e)3. O 15. 0%選自 MgO、BaO 或 CaO 中至少一種。以上技術方案中，以重量百分比計催化劑中Ni含量為15. O 30. 0%，所述原料與溶劑的混合物中以重量百分比計丙酮含量為25.0 75.0%，異丙醇含量為25.0 75. 0%，加氫反應溫度為150 180°C ;反應壓力為2.0 4. OMPa，以重量百分比計選自MgO、BaO或CaO中至少一種的用量為5. O 10. 0%。該催化劑製備包括以下步驟1)引入所需量的水及Mg2+、Ba2+或Ca2+中至少一種，採用等體積浸潰的方法浸潰到Al2O3載體上，而後於600°C下焙燒4h，機械粉碎得到催化劑載體；2)稱取一定量Ni (NO3) 2 · 6H20溶於蒸懼水中，而後加入適量載體形成混合物I ;3)以重量百分比計算，向混合物I中加入10. O 30. 0%硼氫化鈉或硼氫化鉀溶液，保持B/Ni摩爾比例為1:1 1: 3 ;4)洗滌至pH為7. O左右，催化劑保存在水中備用。與採用貴金屬催化加氫丙酮製備異丙醇的方法相比，該方法提供的催化劑價格低。在丙酮加氫生成異丙醇的過程中，一是部分丙酮會直接耦合生成甲基異丁基甲酮，生成的異丙醇也容易發生醚化形成副產物。因此，催化劑的酸性位與加氫活性需要匹配。催化劑的酸中心數量與酸強度通過在載體中引入鹼性氧化物來調節；催化劑的加氫活性需要通過合理地控制N1、B的含量來控制，從而使製備的Ni基金屬催化劑保持良好的活性、穩定性和選擇性。與貴金屬Ru催化劑相比，該催化劑價格低，反應在1. O 5. OMPa下進行，壓力低。與Cu基催化劑相比，該催化劑活性高。採用本發明的方法，催化劑通過化學還原的方法製得，以異丙醇為溶劑，在反應溫度100 200°C、反應壓力1. O 5. OMPa的反應條件下應用於丙酮加氫合成異丙醇過程，反應4小時後，丙酮轉化率可達96%以上，生成異丙苯選擇性大於95%。與貴金屬催化劑相比該催化劑價格低，反應壓力低，與Cu基催化劑相比，該催化劑活性高，取得了良好的技術效果。下面通過實施例對本發明作進一步闡述。
具體實施例方式實施例1載體製備以市售擬薄水鋁石為Al源，經600°C焙燒後得到Al2O3,稱取33. 74gMg (NO3)2 · 6H20配成180ml水溶液，採用浸潰的方法浸潰到IOOg Al2O3上，經120。。烘乾，600°C焙燒，得到組成為5. 0% MgO-95% Al2O3的載體。稱取29.08g Ni(NO3)2 ·6Η20，22. 39g 5% MgO-95% Al2O3 放置於 100. Og 蒸餾水中，磁力攪拌下形成混合物I。稱取7. 56gNaBH4溶解於20. g蒸餾水中，形成溶液I ;將溶液I緩慢滴加到混合物I中，滴加完畢後，繼續磁力攪拌1. Oh後，使用蒸餾水洗滌至pH到7. O左右，於水中保存。催化劑 I 組成為20. 0% N1-3. 7% B-3. 8% MgO-72. 5% Al2O315 以 300ml間歇式反應釜為反應器，加入該催化劑3. Og,在180°C，氫氣壓力3. OMPa、加入150ml以重量百分比計25%丙酮-75%異丙醇混合物進行加氫反應，反應結果見表2。實施例2 10催化劑催化劑製備方法同實施例1，催化劑製備條件及組成見表I。以300ml間歇式反應釜為反應器，加入該催化劑3. 0g，在180°C，氫氣壓力3. OMPa、加入150ml以重量百分比計25%丙酮-75%異丙醇混合物進行加氫反應，反應結果見表比較例1按照中國專利CN1255482A，採用壓片成型的30% Cu0-70% ZnO混合物為催化劑。以300ml間歇式反應釜為反應器，加入該催化劑3. 0g，在200°C，氫氣壓力3. OMPa、加入150ml以重量百分比計25%丙酮-75%異丙醇混合物料進行加氫反應，反應結果見表2。表I催化劑的組成與製備條件
權利要求
1.一種丙酮液相加氫製備異丙醇的方法，以丙酮和氫氣為原料，以異丙醇為溶劑，原料與溶劑混合物中按重量百分比計，丙酮含量為10 80%，異丙醇含量為20 90%，在反應溫度為100 200°C，反應壓力為1.0 5. OMPa，原料與催化劑接觸，反應生成異丙醇，其中所用催化劑以重量百分比計包括以下組分a) 10. O 40. 0% Ni ;b) 2. O 8. 0% B ;c)55. O 70. 0% Al2O3 ；e)3. O 15. 0%選自 MgO、BaO 或 CaO 中至少一種。
2.根據權利要求1所述的一種丙酮液相加氫製備異丙醇的方法，其特徵在於以重量百分比計催化劑中Ni含量為15. O 30. 0%。
3.根據權利要求1所述的一種丙酮液相加氫製備異丙醇的方法，其特徵在於所述原料與溶劑的混合物中以重量百分比計丙酮含量為25.0 75.0%，異丙醇含量為25.0 75. 0%。
4.根據權利要求1所述的一種丙酮液相加氫製備異丙醇的方法，其特徵在於所述加氫反應溫度為150 180°C ;反應壓力為2. O 4. OMPa0
5.根據權利要求1所述的一種丙酮液相加氫製備異丙醇的方法，其特徵在於以重量百分比計選自MgO、BaO或CaO中至少一種的用量為5. O 10. 0%。
全文摘要
本發明涉及一種丙酮液相加氫製備異丙醇的方法，主要解決現有技術中採用貴金屬Ru催化劑價格昂貴，採用Cu基催化劑活性低的問題。本發明以丙酮和氫氣為原料，以異丙醇為溶劑，反應溫度為100～200℃，反應壓力在1.0～5.0MPa，原料與催化劑接觸，反應生成異丙醇，其中所用催化劑以重量百分比計包括以下組分a)10.0～40.0％Ni；b)2.0～8.0％B；c)55.0～70.0％Al2O3；e)3.0～15.0％選自MgO、BaO或CaO中至少一種的技術方案很好地解決了該問題，可用於丙酮加氫製備異丙醇。
文檔編號C07C29/145GK103030525SQ20111029331
公開日2013年4月10日 申請日期2011年9月29日 優先權日2011年9月29日
發明者王輝, 劉仲能, 王德舉, 李則俊, 王燕波 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司上海石油化工研究院