[發明專利]一種催化氧化異壬醇制異壬酸的催化劑及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 202011641462.3
• 申請日: 2020-12-31
• 公開（公告）號: CN112657510B
• 公開（公告）日: 2022-10-25
• 發明（設計）人: 李映偉;楊奕濤
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: B01J23/89
• 分類號: B01J23/89;B01J37/02;B01J37/16;C07C53/126;C07C51/215
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍;江裕強

本發明公開了一種催化氧化異壬醇制異壬酸的催化劑及其制備方法與應用。制備方法包括：(1)將載體活性炭均散在稀硝酸中，進行預處理改性；(2)將活性金屬鹽氯化鈀溶于濃鹽酸，配成氯鈀酸溶液；將活性助劑制成水溶液，與所述氯鈀酸溶液混合，得到浸漬溶液；將預處理后的載體活性炭加入到所述浸漬溶液中，攪拌浸漬；(3)用堿性溶液調節體系酸堿度進行活性組分預分散。(4)對活性組分進行濕法還原，分離干燥得到目標復合催化劑。同時本文公布的異壬醇氧化制異壬酸路線，異壬醇轉化率較高，且對異壬酸的選擇性高，能有效減少分離工段的能耗與投入，且異壬醇直接氧化獲得異壬酸的反應路線，對原料運輸條件更加友好，具由良好的應用前景。

技術領域

本發明涉及多相催化領域，具體涉及一種催化氧化異壬醇制異壬酸的催化劑及其制備方法與應用。

背景技術

異壬酸(3,5,5-三甲基己酸)，結構如下作為用途廣泛的精細化工中間體，可作為涂料、潤滑劑、增塑劑的上游原料，也適用于醇酸樹脂改性，還可用于生產各類異壬酸酯，用于化妝品領域。

醛氧化制備異壬酸是目前主要的生產工藝，原料為異壬醛(3,5,5-三甲基己醛)或異壬醇(3,5,5-三甲基己醇)，需要300℃以上的反應溫度，再2MPa的反應壓力壓力下堿熔，得到對應的酸。此工藝存在產物小部分脫水或脫羰的現象，導致產品帶有少量二異丁烯。同時現有生產工藝需要加入均相催化劑來分解反應過程中產生的過氧化物，且對后續的分離純化過程帶來各種潛在的問題與風險。專利CN 108047027 A中使用的原料異壬醛成本遠高于異壬醇，同時該專利采用的金屬有機骨架催化劑存在熱穩定性差，不耐酸堿的問題，大大提高了生產過程的不穩定性和成本。該工藝的選擇性也有提升的空間。

發明內容

本發明的目的是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供的一種催化氧化異壬醇制異壬酸的催化劑及其制備方法與應用。

本發明提供了一種催化氧化異壬醇制異壬酸的催化劑制備方法，首先將載體用7-9wt％硝酸溶液進行處理，得到改性后載體用于催化劑制備。催化劑采用貴金屬鈀作為活性金屬，以鈷、銅做為助活性金屬，以活性炭為載體，將上述各組分通過浸漬法負載在改性后的載體上，以硼氫化鈉為還原劑，將負載在載體上的活性金屬還原為金屬單質，在真空條件下40-50℃干燥后，用于催化氧化異壬醇制異壬酸反應。以異壬醇為原料，反應溫度110-120℃，反應氣氛為純氧，反應壓力為0.8-1MPa，異壬醇的轉化率達到90％以上，異壬酸的選擇性達到99％以上。一步催化氧化法具有工藝流程短、選擇性高，可制成高純度產品等優點。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種催化氧化異壬醇制異壬酸的催化劑的制備方法，制備步驟如下：

(1)將載體活性炭分散在稀硝酸中，進行預處理；

(2)將活性金屬鹽氯化鈀溶于濃鹽酸，配成氯鈀酸溶液；將活性助劑制成水溶液，與所述氯鈀酸溶液混合，得到浸漬溶液；將步驟(1)所述預處理后的載體活性炭加入到所述浸漬溶液中，攪拌浸漬；

(3)用堿性溶液調節步驟(2)所得混合液的酸堿度至pH值為9-10，進行活性組分預分散；

(4)對步驟(3)所述活性組分進行濕法還原，分離干燥得到目標復合催化劑。

優選的，步驟(1)中所述的載體活性炭為商業活性炭。

優選的，步驟(1)中所述的稀硝酸是7-9wt％的硝酸；所述預處理的條件為90-95℃下回流3-4h，過濾分離后在50-55℃溫度下真空干燥12-14h。

優選的，步驟(2)所述浸漬的預處理后的載體活性炭的質量和浸漬溶液的體積比為(0.1-0.12)g:(19-22)ml；所述浸漬溶液中的氯鈀酸根濃度為0.011-0.012mol/L，活性助劑的金屬離子濃度為0.007-0.008mol/L。