[发明专利]丙酮气相加氢制备异丙醇的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种制备异丙醇的方法，特别是关于一种丙酮气相加氢制备异丙醇的方法。

背景技术

目前世界范围内，90％苯酚-丙酮生产采用异丙苯法生产工艺，采用该工艺，每生产一吨苯酚，就伴生约0.62吨丙酮。苯酚主要用于生产双酚A、酚醛树脂、尼龙/KA油、烷基酚、聚苯醚、苯胺等产品，其中前两者是最大的消费领域，分别占到总消费量的46％和27％。丙酮主要用于生产双酚A、丙酮氰醇/甲基丙烯酸甲酯和醛醇化学品(甲基异丁基酮MIBK、甲基异丁基醇、异佛尔酮)以及用作溶剂等。据预计，全世界苯酚需求可望以5％左右增长，而丙酮增长不会超过4％，两者需求的不平衡造成了未来丙酮供应存在着过剩的风险。

由于生产苯酚主要为了下游的双酚A，而不是为了满足丙酮的需求，因此丙酮的处境就显得非常尴尬。化工在线预测，2011年全球丙酮产能将达到727.0万吨/年，需求量为631.5万吨，开工率为87％即可达到产需平衡。制取MMA是除双酚A之外的丙酮的第二大消费领域，尽管需求在不断增长，但国际上大多使用碳四路线的工艺，而不是丙酮。为了缓解丙酮过剩的危机，把丙酮转化成异丙醇就是出路之一。异丙醇又名仲丙醇、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、乙酸异丙酯等，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，开发利用前景广阔。全球的异丙醇市场有180万吨/年左右，全球对异丙醇的需求，可望以5-6％速度增长。

丙酮加氢可采用贵金属Pd、Pt、Ru等催化剂，在固定床反应器上进行，但这些催化剂价格十分昂贵。日本专利平3-141235采用Raney Ni催化剂进行丙酮加氢，其转化率和生成异丙醇的选择性均达到99.9％；平2-278643采用Ru/Al₂O₃催化剂进行丙酮加氢，以异丙醇为溶剂，在9.0MPa氢气压力下，最高转化率和选择性均达到99.9％。这两种催化剂同样存在价格较高，反应条件苛刻等特点。

中国专利CN1255482A中，采用压片成型的CuO-ZnO混合物为催化剂，在固定床反应器进行丙酮加氢反应，在反应温度150～250℃，反应压力在1.0～5.0MPa条件下，丙酮转化率和生成异丙醇选择性均能达到99％。

苏联专利SU1051055A、SU1118632A采用Cu-Cr催化剂进行丙酮加氢，采用该类型催化剂丙酮转化率和生成异丙醇的选择性均低于99.5％。该催化剂所采用的Cr化合物对环境污染严重。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有技术制备的Pd、Pt、Ru贵金属催化剂用于丙酮加氢制备异丙醇过程中存在的催化剂价格昂贵的问题，Cu基催化剂应用于丙酮加氢制备异丙醇存在稳定性差、环境污染严重等问题，提供一种新的丙酮气相加氢制备异丙醇的方法。该方法具有催化剂价格便宜，稳定性好，对环境友好的优点。

解决上述技术，本发明采用的技术方案如下：以丙酮和氢气为原料，以异丙醇为溶剂，氢气/丙酮的摩尔比为1～20∶1，在反应温度为100～200℃，反应压力为0.1～5.0MPa，液体总空速为0.5～6.0h^-1条件下，原料与催化剂接触，反应生成异丙醇，其中所用的催化剂以重量百分比计包括以下组分：a)10.0～40.0％CuO；b)10.0～25.0％NiO；c)25.0～70.0％Al₂O₃；d)5.0～10.0％助剂选自MgO、ZnO或CaO中的至少一种。

上述技术方案中，以重量百分比计催化剂中CuO量用量为15.0～30.0％，NiO用量为12.5～20.0％，异丙醇原料的体积空速为1.0～4.0h^-1，氢气/丙酮的比例以摩尔比计为4.0～10.0∶1，原料与溶剂的混合物中丙酮含量以重量百分比计为20.0～40.0％，反应温度为140～180℃；反应压力为1.0～3.0MPa，以重量百分比计MgO、ZnO或CaO中的至少一种的用量为5.0～10.0％。