专利名称：一种丙酮氢化合成异丙醇的方法
技术领域：
本发明涉及一种合成异丙醇的方法，特别涉及一种以丙酮为原料，经过气相氢化过程合成异丙醇的方法。
背景技术：
异丙醇(Isopropyl Alcohol，简称IPA)又名仲丙醇、二甲基甲醇，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。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。由于国内丙烯资源紧张，丙烯水合法合成异丙醇的生产成本居高不下。 国内丙酮产能较大，市场量富足，价格较低。丙酮氢化法合成异丙醇的生产成本远远低于丙烯水合法。CN 0012023公开了一种丙酮的氢化方法，包括至少两个方法步骤进行丙酮的液相氢化。使用α-氧化铝载体上的含镍催化剂，在60-140°C和20-50巴压力下，水含量低于 1. 0%重量的条件下进行液相氢化。CN 02822727公开了一种丙酮的氢化方法，所述氢化反应采用硅土中的镍催化剂， 在一种处于滴流方式操作的多管式反应器中完成。US 7，041，857对丙酮的氢化制备异丙醇的液相方法进行了改进。采用有效量的铬促进的海绵金属催化剂，连续液相条件下使丙酮和氢接触。US 7，799，958公开了一种通过液相加氢制备异丙醇的方法。通过在至少两个加氢反应阶段，将丙酮液相加氢为异丙醇。CN 200910087777公开了一种丙酮加氢制备异丙醇的镍基催化剂及其应用。在镍基催化剂中加入少量的Mo和Zn，以提高催化剂的丙酮加氢生产异丙醇的收率。CN 200880107503公开了一种醇的制造方法以及酸处理雷尼催化剂。所用的催化剂为通过雷尼催化剂与酸进行接触而得到的酸处理雷尼催化剂CN 200610154968公开了一种异丙醇的合成方法。以丙酮为原料，以Ni_Co/AC催化剂，在常压 2. OMpa，温度70 200°C，酮液相空速1. 0 10. Oh—1，氢酮比3 15下进行气相氢化反应。CN 98121050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，在固定床反应器内，丙酮加氢制备异丙醇。其中CuO质量百分数为25 75%，ZnO质量百分数为20 70%。CN0282^95公开了一种异丙醇的制备方法。使用被苯污染的丙酮原料加氢得到异丙醇和苯的加氢产物。
CN200980101713公开了一种2_丙醇的制造方法，在氢化催化剂的存在下，使含有水和丙酮的原料与氢进行反应合成异丙醇。优选氢化催化剂为雷尼镍和Cuo aio催化剂。丙酮液相氢化合成异丙醇反应压力高，设备投资大。而通常气相氢化合成异丙醇反应的换热效率低，在工业生产时反应热量无法移出，可操作性差。
发明内容
本发明的目的在于提供一种反应条件温和，适合工业生产的丙酮气相氢化合成异丙醇的方法。本发明的技术方案可以这样来实现在反应器内装填氢化催化剂，催化剂为一种负载在氧化铝载体上的氧化镍催化剂，其中氧化铝氧化镍质量比为3 4。催化剂外观为黑色球状颗粒，规格为3 5mm，堆密度为0. 80 0. 85g/ml，强度为80 120N/P。催化剂使用前在200 280°C氢气气氛中还原12 48小时。丙酮与氢气混合物经过气化过热后，进入氢化反应器内发生氢化反应。 气化温度为60 100°C，过热温度为80-120°C。氢化反应温度为100 160°C，反应压力 0. 6 0. 98MPa，丙酮液相体积空速为0. 1-0. ^T1，氢气与丙酮摩尔比为10 20。本发明提供的一种合成异丙醇的方法与现有技术相比，具有如下优点1、氢化反应压力低，反应条件温和，设备投资少。2、催化剂选择性高，强度好，可以在高氢酮比条件下使用。3、反应热量可以快速从反应器移出，有利于反应温度的稳定控制。
具体实施例方式现结合实施例，对本发明详细描述如下实施例1按重量取3份3 5mm球形氧化铝，1份以氧化镍计的六水合硝酸镍，采用等体积浸渍法制备氧化镍-氧化铝催化剂。在室温浸渍4h后，经过120°C烘干，450°C焙烧，得到氧化铝硝酸镍质量比为3的催化剂CA-1。测得催化剂堆密度为0. 85g/ml，催化剂强度为 79N/P。实施例2按重量取3. 5份3 5mm球形氧化铝，1份以氧化镍计的六水合硝酸镍，采用等体积浸渍法制备氧化镍-氧化铝催化剂。在室温浸渍4h后，经过120°C烘干，450°C焙烧，得到氧化铝硝酸镍质量比为3的催化剂CA-2。测得催化剂堆密度为0. 84g/ml，催化剂强度为 96N/P。实施例3按重量取4份3 5mm球形氧化铝，1份以氧化镍计的六水合硝酸镍，采用等体积浸渍法制备氧化镍-氧化铝催化剂。在室温浸渍4h后，经过120°C烘干，450°C焙烧，得到氧化铝硝酸镍质量比为3的催化剂CA-3。测得催化剂堆密度为0. 80g/ml，催化剂强度为 122N/P。实施例4将催化剂CA-I粉碎，取粒度在10-20目间产品100ml，装入固定床反应器中。用氮
4气置换系统合格后，以50°C /h的速度升温，在温度达到200°C时，缓慢通入氢气，控制催化剂床层温度不超过300°C，在催化剂床层温度稳定后，提高还原温度至280°C，以0. 21/min 的速度通入氢气，恒温12小时后，降温至100°C。丙酮与氢气混合物经过气化过热后，进入氢化反应器内发生氢化反应。气化温度为60°C，过热温度为80°C。在反应温度为100°C，反应压力0. 8MPa,丙酮液相体积空速为0. 11Γ1，氢气与丙酮摩尔比为10条件下进行氢化反应， 气相色谱法分析粗产物组成。丙酮转化率为99. 52%、异丙醇选择性为99. 92%。实施例5将催化剂CA-I粉碎，取粒度在10-20目间产品100ml，装入固定床反应器中。用氮气置换系统合格后，以50°C /h的速度升温，在温度达到200°C时，缓慢通入氢气，控制催化剂床层温度不超过300°C，在催化剂床层温度稳定后，提高还原温度至280°C，以0. 21/min 的速度通入氢气，恒温48小时后，降温至100°C。丙酮与氢气混合物经过气化过热后，进入氢化反应器内发生氢化反应。气化温度为80°C，过热温度为120°C。在反应温度为160°C， 反应压力0. 98MPa,丙酮液相体积空速为0.池―1，氢气与丙酮摩尔比为20条件下进行氢化反应，气相色谱法分析粗产物组成。丙酮转化率为99. 71%、异丙醇选择性为99. 41%。实施例6将催化剂CA-2粉碎，取粒度在10-20目间产品100ml，装入固定床反应器中。用氮气置换系统合格后，以50°C /h的速度升温，在温度达到200°C时，缓慢通入氢气，控制催化剂床层温度不超过300°C，在催化剂床层温度稳定后，提高还原温度至280°C，以0. 21/min 的速度通入氢气，恒温M小时后，降温至100°C。丙酮与氢气混合物经过气化过热后，进入氢化反应器内发生氢化反应。气化温度为100°C，过热温度为120°C。在反应温度为140°C， 反应压力0. 9MPa，丙酮液相体积空速为0. ^Γ1，氢气与丙酮摩尔比为18条件下进行氢化反应，气相色谱法分析粗产物组成。丙酮转化率为99. 19%、异丙醇选择性为99. 87%。实施例7将催化剂CA-2粉碎，取粒度在10-20目间产品100ml，装入固定床反应器中。用氮气置换系统合格后，以50°C /h的速度升温，在温度达到200°C时，缓慢通入氢气，控制催化剂床层温度不超过300°C，在催化剂床层温度稳定后，提高还原温度至280°C，以0. 21/min 的速度通入氢气，恒温M小时后，降温至100°C。丙酮与氢气混合物经过气化过热后，进入氢化反应器内发生氢化反应。气化温度为100°C，过热温度为120°C。在反应温度为150°C， 反应压力0. 9MPa，丙酮液相体积空速为0. ^Γ1，氢气与丙酮摩尔比为10条件下进行氢化反应，气相色谱法分析粗产物组成。丙酮转化率为99. 36%、异丙醇选择性为99. 85%。实施例8将催化剂CA-3粉碎，取粒度在10-20目间产品100ml，装入固定床反应器中。用氮气置换系统合格后，以50°C /h的速度升温，在温度达到200°C时，缓慢通入氢气，控制催化剂床层温度不超过300°C，在催化剂床层温度稳定后，提高还原温度至280°C，以0. 21/min 的速度通入氢气，恒温M小时后，降温至100°C。丙酮与氢气混合物经过气化过热后，进入氢化反应器内发生氢化反应。气化温度为80°C，过热温度为90°C。在反应温度为145°C，反应压力0. 8MPa,丙酮液相体积空速为0. 11Γ1，氢气与丙酮摩尔比为18条件下进行氢化反应， 气相色谱法分析粗产物组成。丙酮转化率为99. 73%、异丙醇选择性为99. 49%实施例9
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将催化剂CA-3粉碎，取粒度在10-20目间产品100ml，装入固定床反应器中。用氮气置换系统合格后，以50°C /h的速度升温，在温度达到200°C时，缓慢通入氢气，控制催化剂床层温度不超过300°C，在催化剂床层温度稳定后，提高还原温度至280°C，以0. 21/min 的速度通入氢气，恒温M小时后，降温至100°C。丙酮与氢气混合物经过气化过热后，进入氢化反应器内发生氢化反应。气化温度为80°C，过热温度为90°C。在反应温度为145°C，反应压力0. 8MPa,丙酮液相体积空速为0. 31Γ1，氢气与丙酮摩尔比为18条件下进行氢化反应， 气相色谱法分析粗产物组成。丙酮转化率为99. 36%、异丙醇选择性为99. 55%。
权利要求
1.一种丙酮氢化合成异丙醇的方法，其特征在于采用一种负载在氧化铝载体上的氧化镍催化剂，其中氧化铝氧化镍质量比含量为3 4。
2.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于催化剂为黑色球状颗粒，规格为3 5mm，堆密度为0. 80 0. 85g/ml，强度为80 120N/P。
3.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于催化剂使用前在200 280°C氢气气氛中还原12 48小时。
4.根据权利要求1所述合成异丙醇的方法，其特征在于丙酮与氢气混合物经过气化过热后，进入氢化反应器内发生氢化反应，反应温度为100 160°C，反应压力0. 6 0. 98MPa，丙酮液相体积空速为0. 1-0. ^T1，氢气与丙酮摩尔比为10 20。
5.根据权利要求4所述合成异丙醇的方法，其特征在于丙酮与氢气混合物的气化温度为60 100°C，过热温度为80-120°C。
全文摘要
本发明涉及一种丙酮氢化合成异丙醇的方法，催化剂为一种负载在氧化铝载体上的氧化镍催化剂，其中氧化铝∶氧化镍质量比为3～4。催化剂为黑色球状颗粒，规格为3～5mm，堆密度为0.80～0.85g/ml，强度为80～120N/P。催化剂使用前在200～280℃氢气气氛中还原12～48小时。丙酮与氢气混合物经过气化过热后，进入氢化反应器内发生氢化反应。气化温度为60～100℃，过热温度为80-120℃。氢化反应温度为100～160℃，反应压力0.6～0.98MPa，丙酮液相体积空速为0.1-0.3h-1，氢气与丙酮摩尔比为10～20。本发明具有催化剂选择性高，强度好，氢化反应压力低，反应条件温和，反应热量易移出等优点。
文档编号C07C31/10GK102391067SQ201110209159
公开日2012年3月28日 申请日期2011年7月21日 优先权日2011年7月21日
发明者张玉善, 李春伟, 蒋红, 迟宝淳, 迟徐 申请人:吉林市道特化工科技有限责任公司