[发明专利]一种催化剂及其用于催化环己烯水合制备环己酮的应用

说明书

本发明提供了一种催化剂及其用于催化环己烯水合制备环己酮的应用，该技术方案首先以天然硅藻土、天然高岭土、四丙基氢氧化铵为原料制备得到一种高效、低成本的催化剂，进而将其用于环己烯水合反应的催化。环己烯水合反应以催化精馏塔为反应器，环己烯经预热系统于催化精馏塔中部进料，将催化剂填充在催化精馏塔中，原料经混合预热后进入反应精馏塔催化反应，反应产物从反应精馏塔塔釜采出后得到环己醇再经加氢系统，产物经分离得到环己酮。本发明所提供的催化剂，在环己烯水合反应中表现出了高效的催化活性，且具有成本较低的技术优势；应用本发明所述制备的环己酮，产品纯度可达99％，单次收率超过90％，是一种原子经济性好的绿色合成方法。

技术领域

本发明涉及有机化工技术领域，具体涉及一种催化剂及其用于催化环己烯水合制备环己酮的应用。

背景技术

环己酮是一种重要的有机化工原料，在日常生活及工业生产中用途广泛，可分为酰胺用和非酰胺用两大类。酰胺用环己酮大多被用于生产己内酰胺和己二酸，进而合成尼龙6和尼龙66及其他树脂。废酰胺用环己酮可用于作油漆涂料的溶剂、医药助剂、皮革抛光剂等。在国内有较广的应用市场。

目前，工业合成环己酮的方法主要有三种方法：环己烷液相氧化法、苯酚加氢法、环己烯水合法。

环己烷液相氧化法。环己烷液相氧化法以环己烷为原料，钴盐、硼酸或偏硼酸为催化剂合成环己酮。该工艺条件温和，但连续运转周期长、工艺路线长、能耗高、污染重；采用硼酸或偏硼酸作为催化剂，转化率和选择性有所提高，但增加了水解程序和硼酸回收工序，工艺复杂、设备投资高、杂质多。

苯酚加氢法。苯酚加氢法是以苯酚为原料，钯或镍为催化剂合成环己酮。该工艺虽然操作简便，但是存在几个方面的问题：第一，加氢工艺大大增加了生产成本；第二，苯酚过度加氢将会得到环己醇，不是环己酮，对催化剂的要求较高。

环己烯水合法是以苯为原料，在钌系催化剂的作用下，先加氢生成环己烯，环己烯水合生成环己醇，环己醇加氢生成环己酮。此工艺是目前被广泛利用的一种生产环己酮的工艺路线，系统安全性高、性能稳定、易分离，但是钌系催化剂成本较高，不利于工业化生产。因此，寻找一个合适的催化剂是目前的研究方向。

发明内容

本发明旨在针对现有技术的技术缺陷，提供一种催化剂及其用于催化环己烯水合制备环己酮的应用，以解决现有技术中，用于环己烯水合法制备环己酮的常规催化剂成本较高的技术问题。

为实现以上技术目的，本发明采用以下技术方案：

一种催化剂，是由以下方法制备的：

1)取天然硅藻土进行酸化预处理，得到纯化硅藻土；取天然高岭土在900℃条件下焙烧，得到热活化高岭土；

2)取四丙基氢氧化铵与去离子水混合搅拌，而后向其中分别加入所述纯化硅藻土和所述热活化高岭土，搅拌均匀，利用固体氢氧化钠调节其pH至9～14，继续搅拌1h；

3)将步骤2)所得产物在110～190℃条件下晶化12～96h，收集晶化产物；

4)将所述晶化产物洗涤至中性，110℃下干燥8～12h，再以550℃焙烧6h，即得到所述催化剂。

作为优选，步骤2)中所加入的纯化硅藻土与热活化高岭土的摩尔比为15～32:1～3；更优的，该摩尔比为32:1。

作为优选，所述催化剂的晶体形貌呈六棱柱形；所述催化剂的粒径为1.5～3μm。

作为优选，步骤3)所述的晶化，是在晶化反应釜实现的。

在以上技术方案的基础上，本发明进一步提供了以上任一项所述催化剂在环己烯水合制备环己酮反应中的应用。