[發明專利]丙酮加氫制備異丙醇的催化劑及其應用

無效

• 申請號: 201110083079.5
• 申請日: 2011-04-02
• 公開（公告）號: CN102728361A
• 公開（公告）日: 2012-10-17
• 發明（設計）人: 田保亮;戴偉;楊溢;李寶芹;張桂英;黃龍;唐國旗
• 申請（專利權）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北京化工研究院
• 主分類號: B01J23/755
• 分類號: B01J23/755;C07C31/10;C07C29/145
• 代理公司: 北京思創畢升專利事務所 11218
• 代理人: 趙宇

技術領域

本發明涉及一種用于異丙醇催化劑及其制備方法和應用，更具體地說，本發明涉及以鎳作為催化劑主活性組分的制備異丙醇的催化劑及其制備方法和應用。

背景技術

異丙醇的生產可以采用丙烯水合的方法制得，如采用硫酸的間接酯化法和采用固體的酸性催化劑或陽離子交換樹脂催化劑的直接水合法等方法。

由于工業上大部分丙酮皆由異丙苯過氧化法獲得，并與苯酚聯產。由于苯酚的需求量的增加，聯產出大量的丙酮，出現了供需不平衡，經常導致丙酮生產過剩的局面。這樣就使得在某些時期由丙酮加氫制備異丙醇成為一條經濟可行的路線。

丙酮加氫制備異丙醇可使用鎳基或銅基催化劑，也可使用如鈀、鉑、銠、釕等貴金屬催化劑。鎳基催化劑以骨架鎳(Raney?Nickel)為佳，也可以采用負載與載體或復合氧化物形式。銅催化劑則是多與其它金屬氧化物復合作為催化劑或者擔載于載體上。

丙酮在以上類型的催化劑上加氫，多采用固定床反應器，丙酮與氫氣以一定配比在液相或氣相情況下連續進入催化劑床層，在適當溫度和壓力下加氫生成異丙醇。

日本公開特許平3-141235專利報道了采用蘭尼鎳催化劑進行丙酮加氫制備異丙醇的方法，此專利介紹丙酮加氫轉化率和異丙醇選擇性均可達99.9％。日本平2-279643提供了采用Ru/γ-Al₂O₃催化劑丙酮加氫工藝，根據報道丙酮經異丙醇稀釋后加氫，在9.0MPa壓力下，最高可達99.9％的轉化率，同時異丙醇的選擇性也可達到99.9％。這兩種催化劑雖然有很好的活性和選擇性，但蘭尼鎳催化劑價格相對較高，且在裝填操作時比較復雜；鉑、鈀、銠等貴金屬催化劑價格更加昂貴，且反應壓力太高，工藝條件苛刻，設備要求較高。

如日本專利平3-41038、蘇聯專利SU?1051055A和SU1118632A均介紹了采用Cu-Cr催化劑的丙酮加氫方法，俄羅斯專利RU?2047590使用了含有NiO(25～65m％)、CuO(10～35m％)和(15～40％)的催化劑進行丙酮加氫制取異丙醇。使用上述專利中所述的催化劑均存在丙酮轉化率和異丙醇選擇性不高的缺點，從而導致異丙醇收率保持在一個較低水平。此外，催化劑中的Cr₂O₃易產生環境污染，不符合當前“綠色”化工的要求。

中國專利CN?1255482A報道了一種采用壓片型的CuO-ZnO混合氧化物催化劑進行丙酮加氫制備異丙醇的方法，且在一定溫度和壓力下，丙酮轉化率和異丙醇選擇性均可達99.9％。但由于反應溫度高銅基催化劑容易融結，致使其逐步失活和較低的丙酮轉化率下操作。

中國專利CN?1962588A報道了一種以丙酮為原料，以Ni-Co/AC為催化劑，其中Ni-Co/AC催化劑的組成為：Ni為10～70％，Co為1.1～30％，其余為活性炭組份，在氣相中連續反應制備異丙醇的方法。具體的操作條件是：壓力：常壓～2.0MPa，溫度：70～200℃，丙酮液相空速：1.0～10.0h^-1，氫酮摩爾比：3.0～15.0，催化劑用量：0.2～2.0m³酮(hr.m³催化劑)。采用此種方法經過后續加工雖可獲得高純度的醫藥和化妝品工業用異丙醇。但此種方法中負載型鎳催化劑中優選的Ni含量50～65％，Co含量為2.0～20％，催化劑制備成本較高，降低了丙酮加氫生產異丙醇的經濟性。

為了提高催化劑的活性，一般是盡可能地將活性組分高度分散，使其具有較高的表面積，例如CN00803678.0給出一種鎳表面積為至少80m²/g總鎳量的鎳/過渡型氧化鋁催化劑，其用于油類或脂類的加氫。該發明利用鎳氨絡合物的水溶液使過渡型氧化鋁粉末形成漿液，加熱漿液，使鎳氨絡合物分解，并沉積不溶性鎳化合物，從水溶液介質中過濾固體殘余物，干燥，還原。要求氧化鋁粉末具有1-20微米的直徑。第一，丙酮加氫催化劑因加氫反應器的結構形式和加氫反應熱等因素，使得催化劑不能使用粉末形式，而應是大顆粒形狀。第二，該發明的催化劑制備方法采用沉淀方法，如果壓片成顆粒狀，會損失催化劑的孔結構和鎳表面積，因而不適用本發明的丙酮加氫。

縱觀現有技術文獻，現有的丙酮加氫生產異丙醇工藝存在著反應條件苛刻和/或催化劑使用不理想的情況。

發明內容