專利名稱：一種丙酮?dú)浠铣僧惐嫉姆椒?br> 技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種合成異丙醇的方法，特別涉及一種以丙酮為原料，經(jīng)過氣相氫化過程合成異丙醇的方法。
背景技術(shù)：
異丙醇(Isopropyl Alcohol，簡稱IPA)又名仲丙醇、二甲基甲醇，是一種性能優(yōu)良的有機(jī)溶劑，廣泛用作蟲膠、硝基纖維素、生物堿、橡膠以及油脂等的溶劑。異丙醇還是生產(chǎn)多種有機(jī)化合物的重要中間體，可用作合成甘油、乙酸異丙酯以及丙酮等的原料，還廣泛用作石油燃料的防凍添加劑，用于汽車和航空燃料等方面。此外，異丙醇還可用于制造殺菌劑、殺蟲劑、清潔劑和消毒防腐劑等，它可以單獨(dú)使用，也可以和其他醇、表面活性劑并用， 在農(nóng)藥、電子工業(yè)、醫(yī)藥、涂料、日用化工以及有機(jī)合成等領(lǐng)域具有廣泛的用途。工業(yè)上異丙醇的傳統(tǒng)生產(chǎn)方法主要是丙烯水合法，其工藝路線可分為間接水合法和直接水合法兩種。由于國內(nèi)丙烯資源緊張，丙烯水合法合成異丙醇的生產(chǎn)成本居高不下。 國內(nèi)丙酮產(chǎn)能較大，市場量富足，價格較低。丙酮?dú)浠ê铣僧惐嫉纳a(chǎn)成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于丙烯水合法。CN 0012023公開了一種丙酮的氫化方法，包括至少兩個方法步驟進(jìn)行丙酮的液相氫化。使用α-氧化鋁載體上的含鎳催化劑，在60-140°C和20-50巴壓力下，水含量低于 1. 0%重量的條件下進(jìn)行液相氫化。CN 02822727公開了一種丙酮的氫化方法，所述氫化反應(yīng)采用硅土中的鎳催化劑， 在一種處于滴流方式操作的多管式反應(yīng)器中完成。US 7，041，857對丙酮的氫化制備異丙醇的液相方法進(jìn)行了改進(jìn)。采用有效量的鉻促進(jìn)的海綿金屬催化劑，連續(xù)液相條件下使丙酮和氫接觸。US 7，799，958公開了一種通過液相加氫制備異丙醇的方法。通過在至少兩個加氫反應(yīng)階段，將丙酮液相加氫為異丙醇。CN 200910087777公開了一種丙酮加氫制備異丙醇的鎳基催化劑及其應(yīng)用。在鎳基催化劑中加入少量的Mo和Zn，以提高催化劑的丙酮加氫生產(chǎn)異丙醇的收率。CN 200880107503公開了一種醇的制造方法以及酸處理雷尼催化劑。所用的催化劑為通過雷尼催化劑與酸進(jìn)行接觸而得到的酸處理雷尼催化劑CN 200610154968公開了一種異丙醇的合成方法。以丙酮為原料，以Ni_Co/AC催化劑，在常壓 2. OMpa，溫度70 200°C，酮液相空速1. 0 10. Oh—1，氫酮比3 15下進(jìn)行氣相氫化反應(yīng)。CN 98121050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，在固定床反應(yīng)器內(nèi)，丙酮加氫制備異丙醇。其中CuO質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為25 75%，ZnO質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為20 70%。CN0282^95公開了一種異丙醇的制備方法。使用被苯污染的丙酮原料加氫得到異丙醇和苯的加氫產(chǎn)物。
CN200980101713公開了一種2_丙醇的制造方法，在氫化催化劑的存在下，使含有水和丙酮的原料與氫進(jìn)行反應(yīng)合成異丙醇。優(yōu)選氫化催化劑為雷尼鎳和Cuo aio催化劑。丙酮液相氫化合成異丙醇反應(yīng)壓力高，設(shè)備投資大。而通常氣相氫化合成異丙醇反應(yīng)的換熱效率低，在工業(yè)生產(chǎn)時反應(yīng)熱量無法移出，可操作性差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種反應(yīng)條件溫和，適合工業(yè)生產(chǎn)的丙酮?dú)庀鄽浠铣僧惐嫉姆椒?。本發(fā)明的技術(shù)方案可以這樣來實(shí)現(xiàn)在反應(yīng)器內(nèi)裝填氫化催化劑，催化劑為一種負(fù)載在氧化鋁載體上的氧化鎳催化劑，其中氧化鋁氧化鎳質(zhì)量比為3 4。催化劑外觀為黑色球狀顆粒，規(guī)格為3 5mm，堆密度為0. 80 0. 85g/ml，強(qiáng)度為80 120N/P。催化劑使用前在200 280°C氫氣氣氛中還原12 48小時。丙酮與氫氣混合物經(jīng)過氣化過熱后，進(jìn)入氫化反應(yīng)器內(nèi)發(fā)生氫化反應(yīng)。 氣化溫度為60 100°C，過熱溫度為80-120°C。氫化反應(yīng)溫度為100 160°C，反應(yīng)壓力 0. 6 0. 98MPa，丙酮液相體積空速為0. 1-0. ^T1，氫氣與丙酮摩爾比為10 20。本發(fā)明提供的一種合成異丙醇的方法與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)1、氫化反應(yīng)壓力低，反應(yīng)條件溫和，設(shè)備投資少。2、催化劑選擇性高，強(qiáng)度好，可以在高氫酮比條件下使用。3、反應(yīng)熱量可以快速從反應(yīng)器移出，有利于反應(yīng)溫度的穩(wěn)定控制。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)結(jié)合實(shí)施例，對本發(fā)明詳細(xì)描述如下實(shí)施例1按重量取3份3 5mm球形氧化鋁，1份以氧化鎳計(jì)的六水合硝酸鎳，采用等體積浸漬法制備氧化鎳-氧化鋁催化劑。在室溫浸漬4h后，經(jīng)過120°C烘干，450°C焙燒，得到氧化鋁硝酸鎳質(zhì)量比為3的催化劑CA-1。測得催化劑堆密度為0. 85g/ml，催化劑強(qiáng)度為 79N/P。實(shí)施例2按重量取3. 5份3 5mm球形氧化鋁，1份以氧化鎳計(jì)的六水合硝酸鎳，采用等體積浸漬法制備氧化鎳-氧化鋁催化劑。在室溫浸漬4h后，經(jīng)過120°C烘干，450°C焙燒，得到氧化鋁硝酸鎳質(zhì)量比為3的催化劑CA-2。測得催化劑堆密度為0. 84g/ml，催化劑強(qiáng)度為 96N/P。實(shí)施例3按重量取4份3 5mm球形氧化鋁，1份以氧化鎳計(jì)的六水合硝酸鎳，采用等體積浸漬法制備氧化鎳-氧化鋁催化劑。在室溫浸漬4h后，經(jīng)過120°C烘干，450°C焙燒，得到氧化鋁硝酸鎳質(zhì)量比為3的催化劑CA-3。測得催化劑堆密度為0. 80g/ml，催化劑強(qiáng)度為 122N/P。實(shí)施例4將催化劑CA-I粉碎，取粒度在10-20目間產(chǎn)品100ml，裝入固定床反應(yīng)器中。用氮
4氣置換系統(tǒng)合格后，以50°C /h的速度升溫，在溫度達(dá)到200°C時，緩慢通入氫氣，控制催化劑床層溫度不超過300°C，在催化劑床層溫度穩(wěn)定后，提高還原溫度至280°C，以0. 21/min 的速度通入氫氣，恒溫12小時后，降溫至100°C。丙酮與氫氣混合物經(jīng)過氣化過熱后，進(jìn)入氫化反應(yīng)器內(nèi)發(fā)生氫化反應(yīng)。氣化溫度為60°C，過熱溫度為80°C。在反應(yīng)溫度為100°C，反應(yīng)壓力0. 8MPa,丙酮液相體積空速為0. 11Γ1，氫氣與丙酮摩爾比為10條件下進(jìn)行氫化反應(yīng)， 氣相色譜法分析粗產(chǎn)物組成。丙酮轉(zhuǎn)化率為99. 52%、異丙醇選擇性為99. 92%。實(shí)施例5將催化劑CA-I粉碎，取粒度在10-20目間產(chǎn)品100ml，裝入固定床反應(yīng)器中。用氮?dú)庵脫Q系統(tǒng)合格后，以50°C /h的速度升溫，在溫度達(dá)到200°C時，緩慢通入氫氣，控制催化劑床層溫度不超過300°C，在催化劑床層溫度穩(wěn)定后，提高還原溫度至280°C，以0. 21/min 的速度通入氫氣，恒溫48小時后，降溫至100°C。丙酮與氫氣混合物經(jīng)過氣化過熱后，進(jìn)入氫化反應(yīng)器內(nèi)發(fā)生氫化反應(yīng)。氣化溫度為80°C，過熱溫度為120°C。在反應(yīng)溫度為160°C， 反應(yīng)壓力0. 98MPa,丙酮液相體積空速為0.池―1，氫氣與丙酮摩爾比為20條件下進(jìn)行氫化反應(yīng)，氣相色譜法分析粗產(chǎn)物組成。丙酮轉(zhuǎn)化率為99. 71%、異丙醇選擇性為99. 41%。實(shí)施例6將催化劑CA-2粉碎，取粒度在10-20目間產(chǎn)品100ml，裝入固定床反應(yīng)器中。用氮?dú)庵脫Q系統(tǒng)合格后，以50°C /h的速度升溫，在溫度達(dá)到200°C時，緩慢通入氫氣，控制催化劑床層溫度不超過300°C，在催化劑床層溫度穩(wěn)定后，提高還原溫度至280°C，以0. 21/min 的速度通入氫氣，恒溫M小時后，降溫至100°C。丙酮與氫氣混合物經(jīng)過氣化過熱后，進(jìn)入氫化反應(yīng)器內(nèi)發(fā)生氫化反應(yīng)。氣化溫度為100°C，過熱溫度為120°C。在反應(yīng)溫度為140°C， 反應(yīng)壓力0. 9MPa，丙酮液相體積空速為0. ^Γ1，氫氣與丙酮摩爾比為18條件下進(jìn)行氫化反應(yīng)，氣相色譜法分析粗產(chǎn)物組成。丙酮轉(zhuǎn)化率為99. 19%、異丙醇選擇性為99. 87%。實(shí)施例7將催化劑CA-2粉碎，取粒度在10-20目間產(chǎn)品100ml，裝入固定床反應(yīng)器中。用氮?dú)庵脫Q系統(tǒng)合格后，以50°C /h的速度升溫，在溫度達(dá)到200°C時，緩慢通入氫氣，控制催化劑床層溫度不超過300°C，在催化劑床層溫度穩(wěn)定后，提高還原溫度至280°C，以0. 21/min 的速度通入氫氣，恒溫M小時后，降溫至100°C。丙酮與氫氣混合物經(jīng)過氣化過熱后，進(jìn)入氫化反應(yīng)器內(nèi)發(fā)生氫化反應(yīng)。氣化溫度為100°C，過熱溫度為120°C。在反應(yīng)溫度為150°C， 反應(yīng)壓力0. 9MPa，丙酮液相體積空速為0. ^Γ1，氫氣與丙酮摩爾比為10條件下進(jìn)行氫化反應(yīng)，氣相色譜法分析粗產(chǎn)物組成。丙酮轉(zhuǎn)化率為99. 36%、異丙醇選擇性為99. 85%。實(shí)施例8將催化劑CA-3粉碎，取粒度在10-20目間產(chǎn)品100ml，裝入固定床反應(yīng)器中。用氮?dú)庵脫Q系統(tǒng)合格后，以50°C /h的速度升溫，在溫度達(dá)到200°C時，緩慢通入氫氣，控制催化劑床層溫度不超過300°C，在催化劑床層溫度穩(wěn)定后，提高還原溫度至280°C，以0. 21/min 的速度通入氫氣，恒溫M小時后，降溫至100°C。丙酮與氫氣混合物經(jīng)過氣化過熱后，進(jìn)入氫化反應(yīng)器內(nèi)發(fā)生氫化反應(yīng)。氣化溫度為80°C，過熱溫度為90°C。在反應(yīng)溫度為145°C，反應(yīng)壓力0. 8MPa,丙酮液相體積空速為0. 11Γ1，氫氣與丙酮摩爾比為18條件下進(jìn)行氫化反應(yīng)， 氣相色譜法分析粗產(chǎn)物組成。丙酮轉(zhuǎn)化率為99. 73%、異丙醇選擇性為99. 49%實(shí)施例9
5
將催化劑CA-3粉碎，取粒度在10-20目間產(chǎn)品100ml，裝入固定床反應(yīng)器中。用氮?dú)庵脫Q系統(tǒng)合格后，以50°C /h的速度升溫，在溫度達(dá)到200°C時，緩慢通入氫氣，控制催化劑床層溫度不超過300°C，在催化劑床層溫度穩(wěn)定后，提高還原溫度至280°C，以0. 21/min 的速度通入氫氣，恒溫M小時后，降溫至100°C。丙酮與氫氣混合物經(jīng)過氣化過熱后，進(jìn)入氫化反應(yīng)器內(nèi)發(fā)生氫化反應(yīng)。氣化溫度為80°C，過熱溫度為90°C。在反應(yīng)溫度為145°C，反應(yīng)壓力0. 8MPa,丙酮液相體積空速為0. 31Γ1，氫氣與丙酮摩爾比為18條件下進(jìn)行氫化反應(yīng)， 氣相色譜法分析粗產(chǎn)物組成。丙酮轉(zhuǎn)化率為99. 36%、異丙醇選擇性為99. 55%。
權(quán)利要求
1.一種丙酮?dú)浠铣僧惐嫉姆椒ǎ涮卣髟谟诓捎靡环N負(fù)載在氧化鋁載體上的氧化鎳催化劑，其中氧化鋁氧化鎳質(zhì)量比含量為3 4。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的催化劑，其特征在于催化劑為黑色球狀顆粒，規(guī)格為3 5mm，堆密度為0. 80 0. 85g/ml，強(qiáng)度為80 120N/P。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的催化劑，其特征在于催化劑使用前在200 280°C氫氣氣氛中還原12 48小時。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述合成異丙醇的方法，其特征在于丙酮與氫氣混合物經(jīng)過氣化過熱后，進(jìn)入氫化反應(yīng)器內(nèi)發(fā)生氫化反應(yīng)，反應(yīng)溫度為100 160°C，反應(yīng)壓力0. 6 0. 98MPa，丙酮液相體積空速為0. 1-0. ^T1，氫氣與丙酮摩爾比為10 20。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述合成異丙醇的方法，其特征在于丙酮與氫氣混合物的氣化溫度為60 100°C，過熱溫度為80-120°C。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種丙酮?dú)浠铣僧惐嫉姆椒?，催化劑為一種負(fù)載在氧化鋁載體上的氧化鎳催化劑，其中氧化鋁∶氧化鎳質(zhì)量比為3～4。催化劑為黑色球狀顆粒，規(guī)格為3～5mm，堆密度為0.80～0.85g/ml，強(qiáng)度為80～120N/P。催化劑使用前在200～280℃氫氣氣氛中還原12～48小時。丙酮與氫氣混合物經(jīng)過氣化過熱后，進(jìn)入氫化反應(yīng)器內(nèi)發(fā)生氫化反應(yīng)。氣化溫度為60～100℃，過熱溫度為80-120℃。氫化反應(yīng)溫度為100～160℃，反應(yīng)壓力0.6～0.98MPa，丙酮液相體積空速為0.1-0.3h-1，氫氣與丙酮摩爾比為10～20。本發(fā)明具有催化劑選擇性高，強(qiáng)度好，氫化反應(yīng)壓力低，反應(yīng)條件溫和，反應(yīng)熱量易移出等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號C07C31/10GK102391067SQ201110209159
公開日2012年3月28日 申請日期2011年7月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月21日
發(fā)明者張玉善, 李春偉, 蔣紅, 遲寶淳, 遲徐 申請人:吉林市道特化工科技有限責(zé)任公司