[發明專利]由丙酮氣相一步法合成甲基異丁基酮和二異丁基酮的方法

有效

• 申請號: 201010145264.8
• 申請日: 2010-04-13
• 公開（公告）號: CN101830787A
• 公開（公告）日: 2010-09-15
• 發明（設計）人: 申延明;劉東斌;吳靜;寧志高
• 申請（專利權）人: 沈陽化工學院
• 主分類號: C07C49/04
• 分類號: C07C49/04;C07C45/68;C07C27/00;B01J23/755;B01J23/44
• 代理公司: 沈陽技聯專利代理有限公司 21205
• 代理人: 張志剛

技術領域

本發明涉及一種化工溶劑，特別是涉及一種由丙酮氣相一步法合成甲基異丁基酮和二異丁基酮的工藝方法。

背景技術

甲基異丁基酮(MIBK)是一種優良的中沸點溶劑，化學性能穩定，能夠滿足高檔涂料的固體組分、揮發速度、流平性及涂料強度、外觀等特殊要求，MIBK因其具有良好的溶解性和與其他溶劑極好的互溶性及適宜的沸點，廣泛地用作生產高檔涂料的溶劑，合成對苯二胺類橡膠防老劑，同時也作為生產藥物、粘合劑的溶劑和稀有金屬萃取劑。隨著汽車工業以及高檔涂料的迅猛發展，對MIBK的需求不斷增加。

MIBK的生產法主要是丙酮加氫法。由丙酮加氫生產MIBK的反應過程是：丙酮(AC)在堿催化劑作用下發生縮合反應，生成二丙酮醇(DAA)，DAA在酸性催化劑作用下發生脫水反應生成異丙叉丙酮(MO)，MO再在加氫催化劑的作用下進行加氫反應生成MIBK。生成的MIBK又可以與丙酮進一步縮合反應生成二異丁基酮(DIBK)，或者MIBK自身發生縮合反應生成異佛爾酮(IPO)。

在丙酮加氫法中又分為丙酮三步法和丙酮一步法工藝。三步法由于工藝流程長、設備數量多、投資大等弊端制約了該工藝的進一步發展。目前，MIBK生產主要采用一步法。丙酮一步法生產工藝流程較短，主要過程是丙酮和氫氣在雙功能催化劑的異步協同作用下，同時發生縮合、脫水和加氫反應生成MIBK。一步法工藝中丙酮氣相加氫一步法生產MIBK是目前工業化最實用的工藝路線。

在丙酮加氫法制取MIBK工藝中，另一主要產物為二異丁基酮(DIBK)。二異丁基酮具有沸點高，蒸發速度快，可用作硝基噴漆、乙烯樹脂涂料及其他合成樹脂涂料的溶劑，可提高其防潮能力。也可用作制造有機氣溶膠的分散劑及食品精制和某些藥物、殺蟲劑的中間體。二異丁基酮產品國內尚無生產，完全依賴進口，屬高附加值產品，開發生產DIBK能節約大量外匯，產出效益好。

在丙酮加氫法制取MIBK工藝中，廣泛采用的催化劑是Pd/樹脂催化劑，但是該類催化劑熱穩定性差，催化劑再生困難，操作條件要求苛刻，且催化劑的活性組分為貴金屬。以過渡金屬Ni為催化活性組分的催化劑，由于價格低廉，很有競爭力。目前報道的Ni基催化劑有Ni/Al₂O₃、Ni/MgO、Ni/CaO、Ni/MgAl水滑石等。對于Ni/MgO-Al₂O₃-ZrO₂催化劑還未見報道。

發明內容

本發明的目的在于提供一種催化丙酮氣相一步法合成甲基異丁基酮和二異丁基酮的工藝方法，利用這種方法可在較溫和的反應條件下由丙酮氣相一步法合成甲基異丁基酮和二異丁基酮。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

由丙酮氣相一步法合成甲基異丁基酮和二異丁基酮的方法，該方法包括使用Ni/MgO-Al₂O₃-ZrO₂催化劑，組成為：Pd：1wt％，MgO：55wt％，Al₂O₃：10wt％，ZrO₂：34wt％；其催化劑通過NiMgAlZr四元類水滑石化合物制得；在反應溫度150～200℃，液空速2.4～9.6ml/g_cat·h，氫酮摩爾比為0.5～2，在固定床反應器中氣相一步法合成甲基異丁基酮和二異丁基酮。

所述的由丙酮氣相一步法合成甲基異丁基酮和二異丁基酮的方法，以含Zr的PdNiMgAlZr四元類水滑石化合物為前驅體將ZrO₂添加到催化劑中，制得Pd/MgO-Al₂O₃-ZrO₂催化劑。

本發明的優點與效果是：

(1)采用PdMgAlZr四元類水滑石前驅體將Zr引入催化劑中。(2)催化劑制備工藝簡單，適于大規模生產。(3)在本發明的催化劑上，丙酮的轉化率最高可達30～73％，甲基異丁基酮的選擇性可達49～78％，二異丁基酮的選擇性可達13～30％。(4)添加ZrO₂后，催化劑具有適宜的酸堿性，活性較高。(5)該催化劑可同時制備甲基異丁基酮和二異丁基酮兩種產物。

具體實施方式

下面結合實施例對本發明進行詳細說明。