[发明专利]一种丙酮加氢制备异丙醇催化剂及其制备方法

说明书

本发明涉及一种丙酮加氢制备异丙醇催化剂及其制备方法，其中CuO的质量含量为10%‑20%，NiO的质量含量为1%‑5%，ZrO₂的质量含量为5%‑10%，SiO₂质量含量65%‑84%，采用分步沉淀的方式制备异丙醇催化剂。本发明具有制法简单、廉价、活性和选择性高且操作简单等优点，易于工业推广应用。

技术领域

本发明属于催化剂技术领域，具体涉及一种丙酮气相加氢制异丙醇的催化剂及其制备方法。

背景技术

异丙醇（简称IPA）是一种重要的有机化工原料和有机溶剂,用途十分广泛。异丙醇的需求量在我国不断增长，有着广阔的发展前景。然而国内长期产不足需的现状，使我国异丙醇市场的“半壁江山”都需要依赖进口。目前生产异丙醇的主要方法是丙烯直接水合法和丙烯间接水合法。

近年来，丙酮产量不断增加，但由于甲基丙烯酸甲酯的生产方法有C₄馏分，直接氧化法取代丙酮氰醇法的趋势，以及丙酮作为溶剂用量在不断减少，使丙酮的应用范围变窄，因此把丙酮转变为异丙醇精细化学品具有重要的意义。

丙酮加氢制异丙醇催化剂有Raney-Ni催化剂、Ru/C催化剂、Ru/Al₂O₃催化剂、铜铬催化剂。丙酮在以上类型的催化剂上加氢，一般采用固定床反应器，丙酮与氢气以一定的比例在液相或气相条件下进入到催化剂床层，在适当的温度和压力下加氢生成异丙醇。

日本专利平3-41038介绍了采用Cu-Cr催化剂的丙酮加氢方法，俄罗斯专利RU2047590使用了NiO-CuO-Cr₂O₃的催化剂时行丙酮加氢制取异丙醇。使用上述专利中所述的催化剂均存在转化率和选择性不高的缺点，从而导致异丙醇的收率不高。此外催化剂中的Cr₂O₃易对环境产生污染，对环境不利。中国专利CN1962588A报道了一种以丙酮为原料，以Ni-Co/Al为催化剂，气相连续反应制备异丙醇的方法，采用此种方法经过后续加工虽可获得高纯度的医药和化妆品工业用异丙醇。但此种方法中负载型镍催化剂中的镍和钴的含量较高，导致催化剂的制备成本较高，降低了丙酮加氢制异丙醇的经济性。

发明内容

针对背景技术中存在的不足，本发明提供了一种科学、合理的由丙酮直接加氢制备异丙醇过程中应用的催化剂，二是提供了这种催化剂的制备方法，三是提供了这种催化剂在丙酮直接加氢制备异丙醇过程中的应用。

本发明所述的丙酮加氢制备异丙醇催化剂的组分为Cu、Ni、Zr和Si的氧化物，其中CuO的质量含量为10%-20%，NiO的质量含量为1%-5%，ZrO₂的质量含量为5%-10%，SiO₂质量含量65%-84%

本发明所述的丙酮加氢制备异丙醇所述的催化剂采用分步沉淀方法制备。

本发明的具体制备步骤如下：

1 )将锆盐的前驱体与硅溶胶混合，与碱性沉淀剂并流沉淀，沉淀过程中搅拌并保持温度在40-50℃，pH=9-10；反应结束后再成化50~70min；

2）按一定配比将Cu、Ni元素的前驱体溶于去离子水中，60-70℃下将Cu、Ni溶液与碱性沉淀剂的水溶液并流沉淀，沉淀过程中搅拌并保持pH=7-8；

3） 混合步骤1）和步骤2）所得沉淀，继续搅拌20-40min；

4）将步骤3）所得沉淀用去离子水洗涤至中性，100-120℃干燥后再在300-350℃下焙烧3-5 h；造粒后成型即得所需催化剂。

本发明所述的丙酮加氢制备异丙醇所述的催化剂制备方法，催化剂制备所用铜盐、镍盐、锆盐分别为它们的硝酸盐。

本发明所述的丙酮加氢制备异丙醇的催化剂的制备方法所用碱性沉淀剂为KOH、NaOH、K2CO3、Na2CO3中的一种。