[发明专利]一种α，α-二甲基苄醇氢解催化剂及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种α，α‑二甲基苄醇氢解催化剂及其制备方法与应用。本发明公开的α，α‑二甲基苄醇氢解催化剂，以催化剂的质量为100％计，所述催化剂含有以下质量百分比的组分：a)40％‑70％CuSiO₃；b)20％‑45％Zn₂SiO₄；c)2％‑15％选自碱土金属氧化物或碱金属氧化物中的至少一种。本发明提供的催化剂为一种Cu‑Si体系催化剂，该催化剂用于α，α‑二甲基苄醇氢解时具有稳定性高、苄醇转化率和异丙苯选择性好、制备过程对环境友好、原料简单易得的优点，适合工业化生产。

技术领域

本发明属于催化剂领域，涉及一种α，α-二甲基苄醇氢解催化剂及其制备方法与应用。

背景技术

环氧丙烷(PO)是一种非常重要的有机化合物原料，是仅次于聚丙烯和丙烯腈的第三大丙烯类衍生物。环氧丙烷的主要用途是生产聚醚多元醇，聚醚多元醇是生产聚氨酯泡沫、弹性体、胶黏剂、涂料等化工产品的重要原料；此外，环氧丙烷也广泛应用于丙二醇和非离子表面活性剂的生产。

现阶段环氧丙烷工业化生产工艺主要有三种，分别是氯醇法、共氧化法以及过氧化异丙苯循环法。其中氯醇法、共氧化法的环氧丙烷装置占全世界环氧丙烷总生产能力的99％以上，其中氯醇法约占45％，共氧化法约占54％；在共氧化法中，乙苯法为33％，异丁烷法为18％，过氧化氢异丙苯法为3％。氯醇法在生产过程中会造成严重的环境问题，而共氧化法虽然可以避免对环境的污染，但其生产过程中大量的联产副产物苯乙烯使得该方法的经济效益受联产物的价格波动的影响。日本住友化学(Sumitomo)开发的生产PO新工艺，包括异丙苯氧化，丙烯环氧化与α，α-二甲基苄醇氢解三个工序。该工艺转化率高与选择性高，副产物α，α-二甲基苄醇氢解后可以得到异丙苯，异丙苯经过氧化处理后可以作为原料循环使用，该方法产物只有PO，不受副产物苯乙烯价格波动的影响，可以为生产商带来更稳定的经济效益。然而，其中α，α-二甲基苄醇氢解工序采用的是Cu-Cr催化剂，催化剂的生产和使用会严重污染环境。

美国专利US6646139B2公布了一种α，α-二甲基苄醇催化氢解制备异丙苯的方法，以该专利选择铜-铬体系作为氢解催化剂。虽然α，α-二甲基苄醇的转化率达到100％，选择性超过97.5％。但是该催化剂在制备过程中使用铬组分，存在严重的环境污染问题，同时铜-铬体系也存在相互作用力差，铜分散程度低，铜高温易烧结的问题。

美国专利US3337646提出了一种苄醇气相氢解制异丙苯的方法，该方法以选择镍-铬-铝体系作氢解催化剂，以氢气为氢源，在350℃条件下将苄醇气相氢解为异丙苯。该方法公布的催化剂中含有铬元素，生产使用过程对环境具有较大的危害。并且该方法反应温度高，活性组分铜存在晶粒长大烧结的问题。

专利CN104230642A公开了一种α，α-二甲基苄醇直接氢解制备异丙苯的方法采用Pd-C体系，添加Ni或其氧化物、Sn或其氧化物中的至少一种；催化剂活性稳定性均有所提高，但是Pd添加量大，催化剂成本高不利于工业生产应用。

专利CN102464567A公开了氢解α，α-二甲基苄醇直接氢解制备异丙苯的方法，其中所用催化剂以重量百分比计包括以下组分：a)15.0-45.0％CuO；b)15.0-45.0％ZnO；c)2-25％MnOx；d)15.0-55.0％Al₂O₃；e)2.0-20.0％选自MgO、CaO或BaO中的至少一种。同样存在稳定性差的问题。

综上所述，现有的α，α-二甲基苄醇氢解催化剂Cu-Al体系的稳定性差，Pd-C体系生产成本高昂，Cu-Cr体系环境污染严重。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有的α，α-二甲基苄醇氢解催化剂稳定性差，制造成本高昂，生产过程对环境污染严重的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种α，α-二甲基苄醇氢解催化剂，以所述催化剂的质量为100％计，所述催化剂含有以下质量百分比的组分：