[發明專利]一種合成異佛爾酮的催化劑

無效

• 申請號: 201310748291.8
• 申請日: 2013-12-31
• 公開（公告）號: CN103691416A
• 公開（公告）日: 2014-04-02
• 發明（設計）人: 張錦碧
• 申請（專利權）人: 張錦碧
• 主分類號: B01J21/10
• 分類號: B01J21/10;C07C49/603;C07C45/74
• 代理公司: 廣州市南鋒專利事務所有限公司 44228
• 代理人: 李銀惠

技術領域

本發明涉及一種合成異佛爾酮的催化劑，具體涉及一種以鎂鋁鋯為原料，合成的純度高、反應條件溫和、效率高的催化劑，屬于化學材料制備技術領域。

背景技術

異佛爾酮作為丙酮的重要衍生產品之一，早在?20?世紀?60?年代，國外就開始大規模

生產異佛爾酮。據報道：1963?年日本大賽珞公司與美國聯合碳化物公司合作在日本建廠，生產能力為?2600?t/a。近年來，隨著化工業尤其是合成樹脂業的快速發展，異佛爾酮的需求不斷增長。在美國、日本，異佛爾酮的生產基本可達供需平衡，德國生產的異佛爾酮大部分是作為原料自身消耗了。我國目前尚無廠家工業化生產異佛爾酮，僅有幾家試劑生產企業少量生產，由于規模小、產量低、技術落后，因此我國異佛爾酮工業化生產與發達國家還有很大的差距，主要依賴于進口。每年消費量約?10000?噸，并且由于異佛爾酮的匱乏，導致了許多異佛爾酮下游產品的短缺。而我國的丙酮原料近年來國內發展迅速，基本上大于國內需求，據統計自?2001?年開始便可達到自給自足的水平，所以以丙酮為原料合成異佛爾酮的工藝路線有著非常重要的研究意義和經濟價值。因此，開發和生產異佛爾酮具有廣闊的市場前景。

目前研究表明，合成異佛爾酮的固體堿催化劑包括以下幾種類型：

（1）通過加熱，將含有金屬鋁物質負載到鈣鹽化合物上；

（2）由水鋁礦與硝酸等產生膠凝物，然后讓膠凝物與氧化鎂或者氫氧化鎂反應，生成混合物；

（3）鎂鋁水滑石及其復合氧化物和鎂鋁鉀等復合的氧化物。

日本住友化學公司報道，以氧化鎂、氧化鋁為原料混合攪拌，在4.0kPa，100℃條件下干燥成型，在400℃焙燒2.5h，將此催化劑裝于不銹鋼反應器中，反應溫度為290℃，液體空速1~4h^-1，壓力為0.28MPa，丙酮轉化率為32.7%，異佛爾酮選擇性為63.43%。

沈陽工業大學化工學院開發了以鎂鋁復合氧化物催化劑氣相法合成異佛爾酮工藝，鎂鋁復合氧化物催化劑自己制備。將催化劑裝入自制反應器中，開始加熱升溫，220℃左右時，將適量丙酮倒入帶有加熱裝置的三口燒瓶中，開始加熱，反應結束得到淡黃色液體。將液體過濾得淡黃色透明液體，再進行蒸餾，最后停止加熱，冷卻得油狀液體（異佛爾酮）。通過試驗表明Mg-Al復合氧化物是丙酮氣相法合成異佛爾酮的有效催化劑，在最佳反應條件下，丙酮轉化率為19.0℃，異佛爾酮選擇性約為47.4%。

中國石油大學化工學院王芳珠、劉秋菊等合成了固體催化劑應用丙酮縮合制備異佛爾酮反應中，研究結果表明，丙酮轉化率可達22.27%，異佛爾酮選擇性61.15%，總有效選擇性81.55%，鎂鋁鉀固體堿催化劑中，混捏一浸漬3%?K₂O固體堿催化劑效果較理想，丙酮轉化率可達23.94%，異佛爾酮選擇性60.61%，總有效選擇性77.74%。

吉林大學王玉環等用固體堿Ca(OH)₂-CaO作催化劑，丙酮轉化率47.4%，異佛爾酮單收37.7%。日本學者采用堿與Me₂SO₄為催化劑，異佛爾酮收率為22.1%。Reichle以LiAIMg(OH)₆作催作劑將丙酮合成異佛爾酮的得率提高到40%，但催化劑制備困難、成本高，不適于工業化生產。

因此研究出適合丙酮縮合反應的高轉化率、高選擇性的固體催化劑是生產異佛爾酮技術的重點，具有高活性、高選擇性，催化反應條件溫和、無污染，產物易于分離、可循環使用的優點是目前發展的方向。

發明內容

本發明的目的是提供一種合成異佛爾酮的催化劑，純度高、反應條件溫和、催化效率高，可循環使用。

為了解決上述問題，本發明所采用的技術方案是：

一種合成異佛爾酮的催化劑，包括如下步驟：

（1）將金屬鎂、鋁、鋯的硝酸鹽配制成混合鹽溶液；

（2）在攪拌的條件下將硝酸鋁、硝酸鋯兩種溶液同時滴加到硝酸鎂溶液中；攪拌均勻，將所得沉淀物于陳化一段時間，抽濾并洗滌至中性，烘干，得到鎂鋁鋯水滑石樣品；

（3）將烘干所得的水滑石樣品置于馬弗爐中，在?300~400?℃下焙燒?3~4?h，制成所需催化劑，冷卻后研磨、過篩即得。

所述的鎂的硝酸鹽濃度為1?mol/L。

所述的鋁、鋯的硝酸鹽溶液濃度為1~1.5?mol/L。

步驟（2）所述的攪拌指攪拌1~1.5?h。

步驟（2）所述的陳化溫度為50~60?℃，陳化時間為0.5~1h。