[发明专利]一种催化剂及其制备方法与异丙苯生产方法

说明书

本说明书实施例提供一种催化剂及其制备方法与异丙苯生产方法，其中的催化剂，用于α‑甲基苯乙烯催化加氢反应，包括二氧化硅载体，以及负载在二氧化硅载体上的铜纳米颗粒和钯纳米颗粒；以载体的总重量为基准，铜的负载量为8～25wt％，钯的负载量为0.01～0.04wt％；铜纳米颗粒的粒径为10～15nm，钯纳米颗粒的粒径为2～3nm。该限域催化剂对于α‑甲基苯乙烯生成异丙苯的还原反应转化率高、选择性好，降低金属催化剂的负载量，控制催化剂的使用成本，避免催化剂积碳和团聚，延长催化剂使用寿命。

技术领域

本说明书涉及催化剂制备技术领域，具体涉及一种催化剂及其制备方法与异丙苯生产方法。

背景技术

异丙苯是一种重要的有机化工原料，例如用于生产苯酚、丙酮的工艺和生产环氧丙烷的工艺中。在这些工艺过程中，都会生成α-甲基苯乙烯(简称为AMS)，例如年产1万吨的苯酚/丙酮生产装置可副产500吨AMS，而环氧丙烷的生产工艺会生成大量的AMS副产物。通过加氢可以将AMS还原成异丙苯，还原生成的异丙苯作为底物再次投入生产中，可以实现异丙苯的再生循环，降低其消耗量，提高生产工艺的技术经济指标，因此，AMS的催化加氢反应有着重要的意义。

AMS加氢制备异丙苯的传统方法是淤浆法，使用Reney镍催化剂，该法存在工艺流程复杂，由于催化剂选择性低、催化剂使用周期短等缺点，已经逐渐被固定床法所取代，固定床法中的催化剂性能是反应转化率和选择性的关键因素。

AMS固定床加氢催化剂的活性组分通常为元素周期表10族或11族金属，其中最为常见的为两类，一类以钯金属催化剂为代表，催化性能较好，价格高，另一类以铜金属催化剂和镍金属催化剂为代表，催化性能相对较差，价格相对于较低，为了达到较好的AMS的选择性和转化率，需要增加铜催化剂或镍催化剂的负载量。并且，由于AMS性质活泼，稳定性差，AMS催化加氢反应在加热条件下进行，催化剂会随着反应的进行逐渐失活，例如，铜金属催化剂在使用超过800小时后，活性位点会被二聚物副产物，降低对AMS的选择性；钯金属催化剂在使用超过2000小时后，会发生积碳，降低对AMS的选择性和转化率。

因此，在实际生产过程中，催化剂的使用成本控制有待改善。以环氧丙烷的生产工艺为例，由于连续的生产过程中，需要持续地对大量的AMS副产物进行加氢反应，因此需要定期更换到达使用寿命的催化剂，不适合大量使用价格高的钯金属催化剂，虽然铜金属催化剂或镍金属催化剂成本相对较低，但是考虑到其高负载量才能满足反应选择性和转化率，以及较短的催化剂寿命和高更换频率，其使用成本也存在优化的空间。

发明内容

鉴于现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种催化剂及其制备方法与异丙苯生产方法。其中，催化剂对于α-甲基苯乙烯生成异丙苯的还原反应转化率高、选择性好，降低金属催化剂的负载量，控制催化剂的使用成本，避免催化剂积碳和团聚，延长催化剂使用寿命。

本说明书实施例提供以下技术方案：

一种的催化剂，用于α-甲基苯乙烯催化加氢反应，包括二氧化硅载体，以及负载在二氧化硅载体上的铜纳米颗粒和钯纳米颗粒；

其中，以载体的总重量为基准，铜的负载量为8～25wt％，钯的负载量为0.01～0.04wt％；

铜纳米颗粒的粒径为10～15nm，钯纳米颗粒的粒径为2～3nm。

优选的，所述二氧化硅载体的比表面积为400m²/g。

一种催化剂制备方法，用于合成α-甲基苯乙烯催化加氢反应的催化剂，包括如下步骤：

(1)将硝酸铜和硝酸钯溶解于去离子水中，得到铜离子浓度为0.168～0.574mol/L、钯离子浓度为1.25～4.75×10^-4mol/L的可溶性金属盐溶液；