[發明專利]一種用于合成異丙醇的催化劑及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202010101864.8
• 申請日: 2020-02-19
• 公開（公告）號: CN111215077A
• 公開（公告）日: 2020-06-02
• 發明（設計）人: 王耀偉;李壽麗;趙德明;晏耀宗;崔勇;張鳳岐;欒波
• 申請（專利權）人: 山東京博石油化工有限公司
• 主分類號: B01J23/755
• 分類號: B01J23/755;C07C29/145;C07C31/10
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 紀志超

本發明提供了一種用于合成異丙醇的催化劑及其制備方法和應用，所述催化劑包括活性組分和復合載體；所述活性組分為NiO；所述復合載體為改性氧化鋁載體；所述改性氧化鋁載體中的改性組分為TiO₂和/或SiO₂；所述催化劑中活性組分的質量百分含量為12％～33％，載體的質量百分含量為88％～67％。與現有技術相比，本發明提供的催化劑以NiO為活性組分，結合特定含量組分的復合載體，實現較好的相互作用，從而使該催化劑在丙酮加氫合成異丙醇的過程中，具有更高轉化率和選擇性；并且，該催化劑主要采用非貴金屬組分，大大降低了成本、簡化了制備流程，從而能夠實現工業化實際應用的要求。

技術領域

本發明涉及有機合成技術領域，更具體地說，是涉及一種用于合成異丙醇的催化劑及其制備方法和應用。

背景技術

隨著當前工業技術的不斷改進，丙酮的產能持續增加出現過剩的情況。近幾年來，丙酮在溶劑方面的應用日趨減少，丙酮的應用范圍變得越來越窄。這樣一來，使用丙酮加氫法合成異丙醇的最大缺點不復存在，因此，開發一種丙酮加氫法合成異丙醇的技術具有非常大的實際意義。在日本，三井化學公司于2011年8月30日宣布，計劃改造大阪工廠利用丙烯直接水合法制取異丙醇(IPA)裝置，新的裝置將采用丙酮加氫法，原裝置年產能為2.8萬噸，改造后的裝置年產能將達到6萬噸。而丙酮加氫法合成異丙醇的技術關鍵是研究一種高性能的催化劑。

目前，丙酮加氫制取異丙醇的催化劑主要由金屬鎳、銅或者鉑、銠、釕等貴金屬作為活性成分。如公開號為CN1255482A的中國專利公開了一種由丙酮加氫制異丙醇的工藝方法，采用壓片成型的CuO-ZnO氧化物混合物催化劑，在使用溫度150℃～250℃、壓力1.0MPa～5.0MPa、氫酮比1.5：1～4.5：1、丙酮液時體積空速0.5h^-1～4.0h^-1的條件下，實現了丙酮的轉化率達到99.9％,異丙醇的選擇性可達99.9％；公開號為101927168A的中國專利公開了一種丙酮加氫合成異丙醇的鎳基催化劑及其應用，在鎳基催化劑中加入少量的金屬Mo和Zn可以顯著地提高催化劑的丙酮加氫生產異丙醇的收率，異丙醇的收率可達99.4％；公開號為CN102746113A的中國專利公開了一種合成異丙醇方法，在鎳基催化劑中加入Ba、La、Mg等進行催化劑改性。此外，Mooksuwan W采用Ni-Cu合金催化劑對丙酮氣相加氫的吸熱反應進行了研究，通過改善催化劑的床層溫度與反應物的入口溫度，使得丙酮的最大轉化率達到25％。雖然合金類催化劑具有較高的催化性能，但是其對還原劑的要求較高且操作較為復雜，工業放大具有很高的難度。與此同時，現有技術公開了采用雷尼鎳催化劑，液相丙酮、氣相氫氣與催化劑在滴流床反應器中發生接觸反應，反應溫度為100℃，丙酮的轉化率和異丙醇的選擇性都較高。雖然雷尼鎳催化劑對丙酮加氫反應具有很好的催化性能，但是其價格較為昂貴，生產流程較為復雜，操作不易。

因此，隨著人們對用于合成異丙醇的催化劑催化性能要求的提高及工業放大的需要，提供一種具有更高轉化率及選擇性的催化劑且能夠實現工業化實際應用的要求，成為本領域技術人員亟待解決的技術難題。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種用于合成異丙醇的催化劑及其制備方法和應用，本發明提供的催化劑在丙酮加氫合成異丙醇的過程中，具有更高轉化率和選擇性且能夠實現工業化實際應用的要求。

本發明提供了一種用于合成異丙醇的催化劑，包括活性組分和復合載體；

所述活性組分為NiO；

所述復合載體為改性氧化鋁載體；所述改性氧化鋁載體中的改性組分為TiO₂和/或SiO₂；

所述催化劑中活性組分的質量百分含量為12％～33％，載體的質量百分含量為88％～67％。