[发明专利]一种用于αα-二甲基苄醇氢解制异丙苯的催化剂及其制备方法

说明书

本发明提供一种用于αα‑二甲基苄醇氢解制异丙苯的催化剂及其制备方法，所述制备方法包括向反应釜中加入水和有机造孔剂，并搅拌均匀形成水分散液；配置铜盐、锌盐、锆盐、碱土金属盐的混合盐溶液和碱性沉淀剂，并将两者共同加入到有机造孔剂的水分散液中，经沉淀反应、老化、过滤、洗涤、干燥、焙烧和成型得到催化剂；本发明还公开了制备得到的催化剂及其应用，本发明采用氧化锆作为催化剂载体，沉淀过程之前加入有机造孔剂，并采用Zn和碱土金属对催化剂进行改性，用于αα‑二甲基苄醇氢解制异丙苯时不仅活性高、选择性好，而且有效提高了催化剂的抗液性，强度高、稳定性好。

技术领域

本发明属于催化技术领域，具体涉及一种用于αα-二甲基苄醇氢解制异丙苯的催化剂、制备方法及应用。

背景技术

环氧丙烷(PO)是一种重要的有机化工原料，主要用于生产聚醚多元醇(聚氨酯原料)、丙二醇等，还大量用于生产非离子表面活性剂、油田破乳剂、农药乳化剂和显影剂等。

工业上PO生产方法主要有氯醇法、过氧化氢直接氧化法以及共氧化法(Halcon法)。氯醇法是国内生产PO的主要路线，该工艺存在严重的设备腐蚀和环境污染等问题。过氧化氢直接氧化路线由于原料成本高，经济性受到影响。

共氧化法又称联产法或间接氧化法，是通过有机过氧化物和丙烯反应生成环氧丙烷，副产有机醇。传统的异丁烷共氧化法和乙苯共氧化法，虽避免了投资高与流程长的氯醇法对环境的严重污染，但PO生产过程中生成大量联产副产物，PO的生产成本受联产物价格波动的影响较大。

异丙苯共氧化法(PO-CHP工艺)由捷克人首先提出(CS140743)，2003年日本住友化学株式会社率先实现工业化。该方法包括异丙苯过氧化、丙烯环氧化与二甲基苄醇氢解三个核心反应及相关分离工序，以过氧化氢异丙苯为氧源，联产的二甲基苯甲醇通过氢解生成异丙苯，异丙苯返回过氧化单元反应得到过氧化氢异丙苯，异丙苯实现循环利用。

与其它工艺比，异丙苯共氧化法具有转化率和选择性非常高、工艺路线短、设备投资少、无联产物和经济效益更稳定等优点。二甲基苄醇氢解反应是PO-CHP工艺的核心反应之一，关系到该过程异丙苯的消耗以及相关的分离过程等，二甲基苄醇氢解催化剂的性能对该过程经济性有显著影响。

二甲基苄醇氢解催化剂主要有铂钯贵金属催化剂、镍基催化剂和铜基催化剂等，贵金属催化剂和镍基催化剂成本高、易造成芳环饱和、异丙苯选择性较差。

二甲基苄醇氢解制异丙苯的催化剂在许多专利中都有报道。美国专利US3337646提出了一种α,α-二甲基苄醇气相氢解制异丙苯的方法，采用Ni-Cr-Al2O3催化剂，在350℃将苄醇气相氢解为异丙苯，该专利采用的催化剂含Cr，催化剂制备、使用及回收处理过程中均存在严重的环境污染问题。

专利CN1308273C公开了一种催化氢解α,α-二甲基苯甲醇制备异丙苯的方法，该专利采用2wt％Pd-C催化剂，催化剂成本较高，反应时需引入卤代芳烃、甲酸钠、甲酸、吲哚以及喹啉等物质，增加了分离难度与成本。

专利CN1616383A提出了采用贵金属Pd为催化剂，以H2或有机物为氢源，在30-100℃下，α,α-二甲基苄醇转化率大于96％，异丙苯选择性大于99％，该方法停留在实验室间歇式反应阶段，反应时加入乙酸和乙醇为溶剂、分离复杂，且催化剂中Pd含量高达2wt％，催化剂成本较高。

专利CN104230642A公开了一种α,α-二甲基苄醇直接氢解制备异丙苯的方法，该专利采用Cu/Co/Ni改性的Pd-C催化剂，氢解反应生成异丙苯的选择性普遍＜98.5％，催化剂成本高且选择性偏低。

专利CN104230640A公开了一种α,α-二甲基苄醇氢解制备异丙苯的方法，该专利采用Mg/Ca/Ba改性的Pd-Ni/SiO2催化剂，氢解反应生成异丙苯的选择性普遍＜98.5％，催化剂成本高且选择性偏低。