[发明专利]异丁烯水合反应用催化剂的制备方法

说明书

本发明申请提供了一种异丁烯水合反应用催化剂的制备方法。本异丁烯水合催化反应用催化剂由苯乙烯、对乙基苯乙烯、间乙基苯乙烯、对二乙烯基苯和间二乙烯基苯为共聚单体，与致孔剂、引发剂和分散剂共同作用悬浮共聚，获得共聚物球，共聚物球经抽提、干燥、筛分和磺化制得。所述催化剂促进了异丁烯和水的互溶性和接触率，提高转化率和选择性，且延长催化剂的寿命。

技术领域

本专利申请涉及阳离子树脂催化剂及其制备方法。

背景技术

异丁烯水合是一种重要的有机水合反应。异丁烯水合生成叔丁醇是获得叔丁醇的化学原理反应。叔丁醇是重要的有机化工原料和溶剂，在药物合成、橡胶合成、涂料、染料、香料和农药等行业有着广泛的用途。异丁烯水合反应是酸催化反应，已有的叔丁醇工业生产方法主要有硫酸法和离子交换树脂水合法两种。硫酸水合法在60年代就已工业化应用，是经硫酸使异丁烯酯化，再水解生产叔丁醇，其优点是转化率高，但流程长、能耗大、设备腐蚀严重，并产生大量废酸，环境污染严重，于80年代逐渐被流程相对简单的离子树脂水合法所取代，但是该方法存在的主要技术问题是异丁烯转化率较低，技术人员们在提高导丁烯转化率开始了多种技术探索。

专利公开文本CN101757946A公开了一种多功能集团树脂催化剂及其制备方法，该方法是在磺酸型聚芳香烃树脂或卤代芳香烃催化剂中引入一定数量的烷基胺基团，获得一种具有多功能基团催化剂，以改善催化剂对烯烃的亲和性，提高催化剂活性中心周围烯烃反应物的浓度，从而提高水合效果。应用于异丁烯水合，异丁烯转化率大于75％、选择性大于97％。但该方法催化剂制备工艺复杂、使用的改性剂毒性大，对环境和人体造成损害。

发明内容

本发明申请的发明目的在于改良催化剂，在异丁烯水合反应中加强异丁烯与水的互溶、接触作用，从而提高异丁烯水合反应的异丁烯转化率，而且简化制备工艺、提高催化剂强度和结构稳定性，并摒弃毒性原料的使用、也无毒性产物，提供一种异丁烯水合反应用催化剂的制备方法。

本专利申请提供的异丁烯水合反应催化剂的制备方法技术方案，其主要技术内容是：一种异丁烯水合催化反应用催化剂的制备方法，本催化剂通过以下工艺过程获得：

按以下重量份：

由苯乙烯、对乙基苯乙烯、间乙基苯乙烯、对二乙烯基苯和间二乙烯基苯为共聚单体，与致孔剂、引发剂和分散剂共同作用悬浮共聚，获得共聚物球，共聚物球经抽提、干燥、筛分和磺化制得，从磺化树脂中分选出含水量为45～55％包装为催化剂。所述的致孔剂、引发剂和分散剂为苯乙烯、二乙烯基苯悬浮共聚的常规种类，例如致孔剂为白油，引发剂为过氧化苯甲酰，分散剂为明矾。

上述整体技术方案的之一优选技术手段，抽提后的共聚物球挥发、干燥至含水量为5～10％。

上述整体技术方案的之一优选技术手段，所述的筛分是筛选粒径为0.3～1.2mm的共聚物球为磺化基体。

本专利申请公开的异丁烯水合反应用催化剂的制备方法，其聚合单元与常规的苯乙烯和二乙烯基苯聚合单体产生实质不同，通过改良磺化基体的网格骨架结构和催化剂表面活性结构，具体的说，选用对乙基苯乙烯、间乙基苯乙烯取代部分苯乙烯，使制备获得的树脂催化剂上交错呈现有大量的亲油的乙基基团和亲水的磺酸基团，促进了异丁烯和水的互溶性和接触率，无需额外使用增溶剂即可有效的提高本催化剂的转化率；再者，选用对乙基苯乙烯和间乙基苯乙烯、对二乙烯基苯和间二乙烯基苯，以对二乙烯基苯和间二乙烯基苯为例，对二乙烯基苯聚合发生在1,4位，间二乙烯基苯聚合发生在1,3位，相比常规的由苯乙烯和二乙烯基苯共聚产物，磺化基体的骨架网格化更为复杂而坚固，强度高而稳定，可大大延长催化剂寿命。本技术方案的催化剂应用于碳四与原料水于固定反应器的第一级异丁烯水合反应，催化剂持续催化使用时间达1000小时以上，异丁烯的平均转化率可达到75％以上，选择性可达到98％以上。相比CN101757946A技术方案，不需要烷胺基化，制备方法中不再需要毒性较大的烷胺基化试剂，简化了制备工艺，而且对原料纯度要求也低，成本造价低。