[发明专利]一种丙酮加氢法联产醇和酮的催化剂级配方法

说明书

技术领域

本发明属于催化技术领域，为一种丙酮加氢法联产醇和酮的催化剂级配方法，具体地说涉及一种丙酮加氢一步法联产异丙醇和甲基异丁基酮的镍/氧化铝和氧化镁改性的镍铜/氧化铝催化剂的级配方法。

背景技术

异丙醇是一种性能优良的有机溶剂，广泛用作虫胶、硝基纤维素、生物碱、橡胶以及油脂等的溶剂。异丙醇还是生产多种有机化合物的重要中间体，可用作合成甘油、乙酸异丙酯以及丙酮等的原料，还广泛用作石油燃料的防冻添加剂，用于汽车和航空燃料等方面。此外异丙醇还可用于制造杀菌剂、杀虫剂、清洁剂和消毒防腐剂等，它可以单独使用，也可以和其他醇、表面活性剂并用，在农药、电子工业、医药、涂料、日用化工以及有机合成等领域具有广泛的用途，开发利用前景广阔。工业上异丙醇的传统生产方法主要是丙烯水合法，其工艺路线可分为间接水合法和直接水合法两种。但存在设备的腐蚀和污染问题。

甲基异丁基甲酮(MIBK)是一种优良的中沸点溶剂和化工中间体，可用作油漆、硝化纤维、乙基纤维、录音录像磁带、石蜡及多种天然合成树脂溶剂；润滑油精制中的脱蜡剂；稀土金属、钽铌盐的萃取剂；防老剂的原料；农药萃取剂等。近年来，随着应用领域的不断扩大，国内外需求量不断增加，因此研究开发新型的合成催化剂及工艺路线具有重要的意义。目前，丙酮一步法合成MIBK的研究越来越受到重视。这一方法集酮缩合、脱水和加氢三步于一个反应器内完成，具有工艺流程短、投资少和生产成本低等优点，代表了MIBK生产工艺的发展方向，有广阔的应用前景。

近年来，国内苯酚需求旺盛，联产大量丙酮。丙酮市场趋于饱和，造成价格比较低，而异丙醇和甲基异丁基甲酮的需求逐年增加，用丙酮加氢法联产异丙醇和甲基异丁基酮可以大幅增加产品附加值，是个不错的发展方向。

CN 1083415C公开了一种由丙酮加氢制异丙醇的工艺方法，采用压片成型的CuO-ZnO氧化物混合物催化剂，在装有该催化剂的固定床反应器内，丙酮加氢制备异丙醇。在一定温度和压力下，丙酮的转化率达到99.9％，异丙醇的选择性可达99.9％。但是由于该催化剂主要由氧化锌和氧化铜组成，存在强度低、易粉化等问题；并且需要较高的压力(2～4MPa)和温度(～200℃)才能达到较高的活性和选择性。

CN1035240C公开了一种用于异丙醇合成甲基异丁基酮/二异丁基酮的催化剂及其制备方法。催化剂以氧化铝为载体，采用浸渍法负载氧化铜、氧化镍及氧化镁等组分，具有良好的活性和选择性，并且使用寿命长。但是，由于该催化剂采用多组分共浸法制备(浸渍液为碱性金属氧化物前躯体和镍铜活性组分前躯体的可溶性盐的混合溶液)，负载量较高，必须采用多步浸渍制备，步骤繁琐，且反复干燥焙烧必然造成活性组分分散性差，比表面积损失严重，进而影响活性组分利用率和催化剂活性。

US3953517、CN 1288782A和CN1457927A公开了丙酮合成甲基异丁基酮的催化剂及其制备方法。CN 1385241A公开了一种合成甲基异丁基酮的催化剂及其制备方法，该专利使用Pd/ZSM-5催化剂，在温度220℃、压力2.5MPa、体积空速1.5h-1条件下，将丙酮一步加氢合成甲基异丁基酮。CN1069674A和US3666816分别公开了合成甲基异丁基酮的Pd/Al₂O₃和Pd/分子筛催化剂，但存在遇水强度下降较快，寿命较短(＜2000h)等缺点；另外，由于使用昂贵的钯和ZSM-5作为主要组分，成本较高，且反应温度和压力较高，操作条件苛刻。

CN101830787A公开了一种由丙酮气相一步法合成甲基异丁基酮和二异丁基酮的方法，使用Pd/MgO-Al₂O₃-ZrO₂催化剂。CN101273003A公开了一种制造甲基异丁基酮和二异丁基酮的方法。该方法使用锆/磷酸盐-钯和锆氧化铝-钯催化剂，在高于207Kpa(30psig)的反应压力下进行，产物具有较高的MIBK对DIBK的比率。但是该类催化剂以贵金属Pa为主活性金属，价格昂贵、热稳定性差、活性组分易流失，且催化剂再生困难，操作条件要求苛刻。

以上专利大多是以单一产品为目标产物，无法兼顾转化率和经济效益；同时，为了追求高的转化率和选择性，反应条件苛刻，能耗较高；此外，由于选用贵金属作为活性组分(生产甲基异丁基酮的催化剂)，价格昂贵，活性组分易流失，催化剂寿命较短，操作条件要求苛刻，大大增加了生产成本。

发明内容