本发明涉及一种异丙醇的制备方法，具体地说涉及一种在酸性阳离子交换树脂作用下，由乙酸异丙酯水解制备异丙醇的方法。
背景技术：
异丙醇是一种重要的有机化工原料，在农药、医药、电子、日用化学、汽油添加剂等领域具有广泛的用途。尽管我国异丙醇的产量连年增加，但仍然不能满足国内的需求，因此每年都要进口大量的异丙醇。
目前，国内外工业上生产异丙醇的方法主要是丙烯水合法，其工艺路线又可分为丙烯间接水合法和丙烯直接水合法。美国专利US3352930采用丙烯间接水合法制备异丙醇，把硫酸用水稀释至70%～80%，在反应温度70℃～80℃，反应压力1.5MPa～6.0MPa的条件下，丙烯转化率可达90%以上，此法存在耗用硫酸量大，流程复杂、选择性较低、设备腐蚀严重和能耗高等缺点，20世纪80年代后被逐渐淘汰。直接水合法是在催化剂作用下使用丙烯直接和水反应生成异丙醇，欧洲专利EP0323268和美国专利US5012014使用β沸石催化剂，在200℃，7.0MPa的反应条件下丙烯直接水合制备异丙醇，异丙醇的收率可以达到8.0%以上，与丙烯硫酸水合法相比，该法不用硫酸，不腐蚀设备，工艺流程简单；但丙烯单程转化率低，丙烯循环量大，且要求原料丙烯纯度高，产品分离较为困难。
中国专利CN102850185A公开了一种以乙酸异丙酯和甲醇为原料，在阳离子交换树脂为催化剂进行酯交换反应生产异丙醇的方法；CN103880591A公开了一种以丙烯和醋酸为原料制备异丙醇和乙醇的方法，该方法首先将丙烯和醋酸在固体酸树脂催化剂的作用下，液相催化加成酯化合成醋酸异丙酯，所得的产物再在Cu基催化剂的作用下，加氢生成异丙醇和乙醇，分离后获得异丙醇和乙醇产品；CN103980089A公开了一种以乙酸异丙酯为原料加氢制备乙醇和异丙醇的方法。将氧化铜基催化剂置于反应器中，以H2/N2混合气体为还原气体，其中氢气的体积占混合气体的20%～35%，还原温度为150℃～500℃，还原压力不大于1.0MPa，气体空速300h-1～2000h-1，还原时间2小时～10小时；还原结束后，将氢气充满反应器，调整反应温度至150℃～300℃，压力4.0 MPa～10.0MPa；向反应器中通入乙酸异丙酯，液体空速0.1h-1～1.0h-1，乙酸异丙酯与氢气发生氢解反应生成乙醇和异丙醇。
现有技术中需经过加成、酯交换或加氢、过滤、精馏分离，才能得到产品异丙醇。因此工艺过程复杂，能耗高，产品收率低。特别是催化加成和加氢技术，容易使未反应的丙烯在加氢反应条件下产生低聚产物，使得加氢反应副反应增加，目的产物的选择性低，产品分离更加困难。
技术实现要素：
针对现有技术的不足，本发明提供一种以醋酸异丙酯为原料制备异丙醇的方法。该方法具有工艺流程简单，转化率高，能耗低等优点。
本发明一种异丙醇的制备方法，包括以下步骤：
（1）将强酸阳离子交换树脂置于低碳醇类溶剂中，在50℃-150℃侵泡8h-24h，优选50℃-120℃温度下侵泡12h-24h，然后分三个阶段通入惰性气体，第一阶段通入惰性气体的条件为压力0.5MPa-0.6MPa，温度50℃-60℃，惰性气体的流速为1m3/h-2m3/h；第二阶段通入惰性气体的条件为压力0.8MPa-1.0MPa，温度70℃-80℃，惰性气体的流速为3m3/h-5m3/h；第三阶段通入惰性气体的条件为压力1.2MPa-1.5MPa，温度90℃-100℃，惰性气体的流速为6m3/h-8m3/h，改性结束后得到用于醋酸异丙酯水解反应的催化剂；
（2）醋酸异丙酯和水在步骤（1）改性的强酸阳离子交换树脂催化剂作用下水解生成异丙醇和醋酸的混合物，分离后得到异丙醇，醋酸提浓后循环利用。
本发明方法步骤（1）中所述的低碳醇为C1-C7的正构醇和/或异构醇，优先选用C1-C4的正构醇和/或异构醇，最优选C1-C3的正构醇和/或异构醇。
本发明方法步骤（1）中采用D005型强酸阳离子交换树脂催化剂，购自丹东明珠特种树脂有限公司。
本发明方法步骤（1）中所述的低碳醇与常规的强酸阳离子交换树脂体积比为（2-10）：1，优先选用（2-5）：1，最优先选用（2-3）：1。
本发明方法步骤（2）中所述的水与醋酸异丙酯的摩尔比优选为（1-15）：1，最优选为（1-10）：1；醋酸异丙酯的液体质量空速优选为0.5h-1-5.0h-1，最优选为0.5h-1-3.0h-1；反应温度为70℃-250℃，优选为100℃-230℃，最优选为100℃-200℃；反应压力为0.1MPa-5.0MPa，优选为0.1MPa-3.0MPa。
本发明的有益效果是：
(1)本发明的工艺简单，反应条件温和。
(2)本发明采用处理后的催化剂，催化活性高，原料转化率、产品选择性显著提高，后处理简单，醋酸经过提浓后可以循环套用，因此整个工艺过程为绿色环保工艺。
具体实施方式：
下面通过具体实施例对本发明做进一步说明。
实施例1
采用D005型强酸阳离子交换树脂催化剂，购自丹东明珠特种树脂有限公司。使用前需对D005型强酸阳离子交换树脂进行改性，将D005型强酸阳离子交换树脂置于异丙醇溶剂中，异丙醇与D005型强酸阳离子交换树脂体积比为3：1，在50℃侵泡24h，然后分三个阶段通入氮气，第一阶段在压力0.5MPa，温度60℃，通入氮气的流速为1m3/h；第二阶段通入氮气的条件为压力0.8MPa，温度80℃，氮气的流速为3m3/h；第三阶段通入氮气的条件为压力1.2MPa；温度100℃，氮气的流速为6m3/h。
取上述改性后的催化剂装入Φ18mm×1200mm的不锈钢反应器中，反应器顶部和底部，分别装入直径为Φ0.5mm～1.2mm的石英砂，反应器安装完毕后，用氮气置换三次，并气密试验合格。通入醋酸异丙酯和水进行水解反应，其中水与醋酸异丙酯的摩尔比优选为5：1；醋酸异丙酯的液体质量空速优选为1.0h-1；反应温度为100℃；反应压力为1.0MPa，每隔一段时间取样分析，计算转化率和选择性。
实施例2
按照实施例1的方法，只是以乙醇代替异丙醇，它条件与实施例1相同。
实施例3
按照实施例1的方法，只是以甲醇代替异丙醇，它条件与实施例1相同。
实施例4
按照实施例1的方法，只是异丙醇与D005型强酸阳离子交换树脂体积比改为2：1，温度改为120℃，侵泡时间改为12h，通入氮气的第一阶段在压力0.6MPa，温度50℃，通入氮气的流速为2m3/h；第二阶段通入惰性气体的条件为压力1.0MPa，温度70℃，氮气的流速为5m3/h；第三阶段通入惰性气体的条件为压力1.5MPa，温度90℃，惰性气体的流速为8m3/h。它条件与实施例1相同。
实施例5
按照实施例4的方法，只是以乙醇代替异丙醇，它条件与实施例1相同。
实施例6
按照实施例4的方法，只是以甲醇代替异丙醇，它条件与实施例1相同。
比较例1
同实施例1，不同之处在于D005型强酸阳离子交换树脂处理过程如下：将D005型强酸阳离子交换树脂置于异丙醇溶剂中，异丙醇与D005型强酸阳离子交换树脂体积比为3：1，在50℃侵泡24h，然后分三个阶段通入氮气，第一阶段在压力0.5MPa，温度60℃，通入氮气的流速为1m3/h；第二阶段通入氮气的条件为压力0.8MPa，温度80℃，氮气的流速为3m3/h；其余同实施例1。
表1为上述实施例和比较例改性后的催化剂用于醋酸异丙酯水解制备异丙醇的反应结果。
表1