[發(fā)明專利]一種芳構(gòu)化催化劑及其制備方法和應用

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111251338.0
• 申請日: 2021-10-27
• 公開（公告）號: CN113941361A
• 公開（公告）日: 2022-01-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 毛建擁;龔琴琴;胡鵬翔;王豐陽;李泉;潘洪;范金皓;胡柏剡
• 申請（專利權(quán)）人: 山東新和成維生素有限公司;浙江新和成股份有限公司
• 主分類號: B01J29/48
• 分類號: B01J29/48;B01J29/46;C07C37/50;C07C39/07
• 代理公司: 杭州知閑專利代理事務所(特殊普通合伙) 33315
• 代理人: 朱朦琪

本發(fā)明公開了一種芳構(gòu)化催化劑及其制備方法和在異佛爾酮芳構(gòu)化生產(chǎn)3,5?二甲基苯酚反應中的應用，該芳構(gòu)化催化劑包括載體、活性組分和助劑；活性組分包括MnO、MgO、其它過渡金屬和其它過渡金屬的氧化物；助劑包括其它過渡金屬的碘化物；其它過渡金屬選自銅、鎳、鉻、鈦中的一種或多種；載體選自分子篩、氧化鋁、硅膠中的一種或多種。本發(fā)明公開的芳構(gòu)化催化劑，將其應用于異佛爾酮芳構(gòu)化生產(chǎn)3,5?二甲基苯酚反應中，可以顯著降低異佛爾酮芳構(gòu)化反應的溫度，同時保證異佛爾酮有較高的轉(zhuǎn)化率，并提高了目標產(chǎn)物3,5?二甲基苯酚的選擇性、顯著減少碳化結(jié)焦現(xiàn)象。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及催化劑的技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種芳構(gòu)化催化劑及其制備方法和在異佛爾酮芳構(gòu)化生產(chǎn)3,5-二甲基苯酚反應中的應用。

背景技術(shù)

產(chǎn)品中文名稱為3,5-二甲基苯酚(MX)，英文名稱為3,5-Dimethylphenol。其外觀為白色針晶，溶于水和乙醇。主要用于生產(chǎn)殺蟲劑、橡膠促進劑、防老劑、藥物、香料、酚醛樹脂等。還用作軋鋼冷軋油添加劑，可延長冷軋油使用壽命。本品毒性分級為高毒，燃燒會釋放有毒煙霧。

目前3,5-二甲基苯酚的制備方法主要有四種：1、煤焦油洗油餾分提取法，煤焦油價廉易得，但其中3,5-二甲基苯酚的含量少，設(shè)備成本大，安全隱患較高。2、間二甲苯磺化堿熔法，這種方法是生產(chǎn)3,5-二甲基苯酚的傳統(tǒng)方法，工藝較為成熟但工藝復雜，設(shè)備腐蝕嚴重，對環(huán)境造成嚴重污染，隨著人們對環(huán)保越來越重視而逐漸被淘汰。3、苯酚烷基化法，該法工藝路線簡單，但選擇性差，無法滿足工業(yè)需求。4、異佛爾酮芳構(gòu)化法，此法操作工藝簡單，收率高的同時也經(jīng)濟環(huán)保。

異佛爾酮芳構(gòu)化法中，異佛爾酮在沒有催化劑的條件下反應溫度高，轉(zhuǎn)化率低，因此，該工藝中催化劑對產(chǎn)率及選擇性有很大影響。

張憲等人對負載型金屬氧化物催化劑及固體堿催化劑進行研究。對于負載型金屬氧化物催化劑的研究得出加入2％K₂O助劑、Cr₂O₃的負載量為15％的Cr₂O₃-Al₂O₃催化劑在反應溫度550℃，空速1.5h^-1的反應條件下得出較好的結(jié)果；異佛爾酮轉(zhuǎn)化率達到71.2％，3,5-二甲基苯酚的選擇性達到84.9％，收率達到60.5％。對于固體堿催化劑的研究得到經(jīng)過氮氣氣氛下600℃煅燒的MgO在反應溫度560℃，空速1.5h^-1的反應條件下得出較好的結(jié)果；異佛爾酮轉(zhuǎn)化率達到83.7％，3,5-二甲基苯酚的選擇性達到85.6％，收率達到71.6％。(天津大學2005年碩士學位論文)這兩種催化劑存在較為明顯的缺點，即固體催化劑在高溫環(huán)境下易積碳，催化劑壽命較短，難以實現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)。

使用均相催化劑的異佛爾酮催化裂解法。這種方法所使用的催化劑是被鹵素原子取代的脂肪烴或芳香烴。如公開號為CN101348421A的中國專利申請中公開了一種3,5-二甲基苯酚的制備方法，其使用天大北洋化工生產(chǎn)的加壓氣固相反應實驗裝置，在不銹鋼管式反應器中以碘甲烷為均相催化劑，在催化劑用量為1％，反應溫度為550℃，反應壓力為2atm的反應條件下，使異佛爾酮轉(zhuǎn)化率達到100％，3,5-二甲基苯酚選擇性達到98％。

使用均相催化劑時，3,5-二甲基苯酚收率較負載型金屬氧化物催化劑及固體堿催化劑有明顯提高，但均相催化劑與產(chǎn)物難以分離導致消耗量大，產(chǎn)品質(zhì)量下降，成本較高。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，本發(fā)明公開了一種芳構(gòu)化催化劑，將其應用于3,5,5-三甲基-2-環(huán)已烯-1-酮(異佛爾酮)芳構(gòu)化生產(chǎn)3,5-二甲基苯酚反應中，可以顯著降低異佛爾酮芳構(gòu)化反應的溫度，同時保證在較低溫度下異佛爾酮仍具有較高的轉(zhuǎn)化率，提高了目標產(chǎn)物3,5-二甲基苯酚的選擇性、并顯著減少碳化結(jié)焦現(xiàn)象。

具體技術(shù)方案如下：

一種芳構(gòu)化催化劑，包括載體、活性組分和助劑；