[发明专利]一种用于合成MIBK的催化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种载钯树脂催化剂的制备方法，特别是用于以丙酮和氢气为原料使用一步法或者三步法合成甲基异丁基酮(MIBK)的载钯树脂催化剂的制备方法。

技术背景

以丙酮和氢气为原料合成MIBK的方法有一步法和三步法两种。一步法合成工艺采用的催化剂是具有缩聚脱水和选择加氢双重功能的载钯树脂催化剂，所采用的树脂载体是大孔强酸性氢型阳树脂，而三步法合成MIBK的选择加氢催化剂则是载钯阴树脂催化剂或者分子筛载钯。

许多发明专利公开了以单一树脂作载体的载钯树脂催化剂的制备方法，US3953517、GB1010260公开了用硝酸钯溶液与氢型阳树脂进行离子交换制备载钯树脂催化剂的方法，CN1457927A介绍了用硝酸钯的酸性溶液与氢型苯乙烯系阳树脂进行离子交换制备载钯树脂催化剂的方法，CN1288782A则公开了树脂预处理后再将钯离子交换到树脂上的方法。上述公开的专利中，树脂载钯的方法都是通过将钯离子交换到氢型阳树脂上的工艺完成的。由于Pd²⁺对于氢型阳离子交换树脂的选择性很高，因而上述所有已经公开的专利，其载钯树脂催化剂的制备过程都存在着载钯不均匀的缺陷，树脂上的钯含量存在着从树脂颗粒表面延径向向中心方向逐渐减少的现象，树脂颗粒外表面钯含量最高，而颗粒中心钯含量最低，甚至为零。专利CN1457927A通过向硝酸钯溶液中加入一定量的硝酸以提高溶液中pd²⁺的反离子(H⁺)浓度的办法来试图解决树脂载钯均匀性的问题，但理论和实践证明收效甚微，只能增加钯残液中钯离子的残存量。树脂催化剂载钯的不均匀性对催化剂的活性、选择性和使用寿命都造成显著的不利影响。

发明内容

为了解决上述钯离子交换不均匀的问题，本发明通过向钯盐溶液中加入螯合剂，得到钯的螯合物溶液，然后再将树脂加入到上述溶液中浸泡的方法，依靠树脂微孔分子的范德华力的吸附作用，使钯螯合物均匀的吸附在树脂颗粒中，从而显著解决了现有技术中载钯不均匀的问题，提高了载钯树脂催化剂的选择性和稳定性，使得载钯树脂催化剂的活性和使用寿命都得到显著提高。

本发明所述的钯盐可以是氯化钯、硝酸钯或醋酸钯等，钯盐溶液中钯离子的浓度范围为0.2wt％-2wt％。

螯合剂可以是氨基二乙酸[HN(CH₂COOH)₂]、氨基三乙酸(ATA)(分子式N(CH₂COOH)₃)、氨基四乙酸(EDTA)(分子式C₁₀H₁₆N₂O₈)、丁二酮肟(分子式CH₃C(:NOH)C(:NOH)CH₃)、二苯硫卡巴腙(分子式C₁₃H₁₂N₄S)等螯合剂中的一种或几种的混合物。钯与螯合剂的摩尔比为1∶0.1～10，优选1∶0.5～8，更优选1∶0.5～5。

本发明所述的阳树脂为苯乙烯系强酸性阳树脂，所述的阴树脂为苯乙烯系强碱性阴树脂。

本发明所述的载钯树脂催化剂中的钯含量为0.1～2wt％。

下面通过实施例进一步说明本发明，并不用于限制本发明的保护范围。

具体实施方式

实施例1

按照常规方法配制好钯离子浓度为0.2wt％的氯化钯溶液50ml，加入到1000ml反应釜中，加入氨基四乙酸(EDTA)0.3g，常温下搅拌溶解并螯合1小时，然后加入100ml氢型苯乙烯系大孔强酸性阳树脂，继续搅拌1小时，滤去残液，制得100ml钯含量0.1wt％的载钯树脂催化剂KC-1。

实施例2

按照常规方法配制好钯离子浓度为0.4％wt的氯化钯溶液100ml，加入到1000ml反应釜中，加入丁二酮肟0.55g，常温下搅拌溶解并螯合1小时，然后加入100ml氢型苯乙烯系大孔强酸性阳树脂，继续搅拌1小时，滤去残液，制得100ml钯含量0.55wt％的载钯树脂催化剂KC-2。

实施例3

按照常规方法配制好钯离子浓度1.0wt％的氯化钯溶液100ml，加入到1000ml反应釜中，加入二苯硫卡巴腙4.35g，常温下搅拌溶解并螯合1小时，然后加入100ml氢型苯乙烯系大孔强酸性阳树脂，继续搅拌1小时，滤去残液，制得100ml钯含量1.19wt％的载钯树脂催化剂KC-3。

实施例4