[发明专利]一种用于丙酮缩合法制备异佛尔酮的催化剂

说明书

技术领域

本发明涉及有机化工领域，具体涉及制备异佛尔酮的方法。

背景技术

异佛尔酮又名3，5，5-三甲基-2-环己烯-1-酮，是一种高沸点、低吸湿性、弱挥发速度和 具有高溶解能力的酮类溶剂，同时也是一种重要的有机化工原料，其衍生物异佛尔酮二异氰 酸酯广泛用于制作聚氨酯涂料，异佛尔酮加氢后生成的3，3，5-三甲基环己醇是制备医药环 扁桃酯及激素的中间体，用异佛尔酮制备的三甲基己二酸是合成新型增塑剂、润滑剂、二腈、 二胺及二醇的重要中间体。

目前异佛尔酮的制备方法主要有丙酮缩合法、异丙叉丙酮法和二丙酮醇法，其中丙酮缩 合法因原料成本低廉而成为最具优势的合成方法。

丙酮缩合法又分为均相催化法和多相催化法。均相催化法通常采用碱金属氢氧化物溶液 为催化剂，在一定温度和压力下进行丙酮缩合反应，如中科院福建物质结构研究所的黄操胜 等在1989年研究了以KOH为催化剂液相缩合法制备异佛尔酮，丙酮的单程转化率为50％， 异佛尔酮的产率为20％。均相催化法具有催化剂简单、操作方便等，适用于工业化生产，但 其缺点是选择性不好，且废液中含有碱金属氢氧化物，难于处理。

丙酮合成异佛尔酮的多相催化法通常采用碱土金属氧化物为催化剂，在一定温度和压力 下进行气固反应、或液固反应或气液固三相反应。中国专利97103407.9公开了一种由丙酮制 备异佛尔酮的方法，首先将镁铝氧化物催化剂和丙酮放入高压反应釜中，在一定压力和温度 下反应，反应结束后再将催化剂过滤得到产物。该方法催化剂制备复杂、工艺过程也较难控 制，用于异佛尔酮生产时丙酮的转化率和异佛尔酮的选择性低，分别仅为38％和51％。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提高丙酮缩合法制备异佛尔酮的丙酮转化率和异佛尔酮的选 择性。

本发明解决上述问题的技术方案是：

一种用于丙酮缩合法制备异佛尔酮的催化剂，该催化剂是由镁的氧化物或硝酸盐、钙的 氧化物或硝酸盐、钡的氧化物或硝酸盐、锆的氧化物或氯氧化物、稀土金属的氧化物或硝酸 盐和氧化铝的混合物在400～600℃下焙烧形成的烧结物，该烧结物中铝元素、镁元素、钙元 素、钡元素、锆元素和稀土金属元素所占的质量百分比依次为25.4～44.5％、3～18％、1.4～ 7.1％、0.8～4.2％、0.7～2.2％和0.5～6％；所述的稀土金属是镧、铈或钇中的一种或两种。

本发明所述催化剂的最佳方案是：所述烧结物中铝元素、镁元素、钙元素、钡元素、锆 元素和稀土金属元素所占的质量百分比依次为：35％、13.3％、2.6％、2.3％、2.2％和1.6％。

本发明所述催化剂可由以下方法制备得到：按配比取原料，混合，在400～600℃下焙烧 4～6小时，其中所述的原料为镁的氧化物或硝酸盐、钙的氧化物或硝酸盐、钡的氧化物或硝 酸盐、锆的氧化物或氯氧化物、稀土金属的氧化物或硝酸盐和氧化铝。

上述方法中，混合原料的方法为本领域常用的方法，如机械混合法、浸渍法等。当原料 中含有硝酸盐时，混合所述原料可采用浸渍法(例如：将氧化铝和氧化镁在硝酸镧、硝酸钙、 硝酸钡和氯氧化锆的混合水溶液中浸渍5～24小时)或机械混合结合浸渍法(例如：将氧化 钙、氧化镁、氧化铝、氧化钡和二氧化锆加适量水后通过捏合机充分混合并挤压或冲压成球 形或条形，然后加到硝酸镧溶液中浸渍5～24小时)；当原料均为氧化物时，混合所述原料可 采用机械混合法(例如：将氧化钙、氧化镁、氧化铝、氧化钡、二氧化锆和氧化镧加适量水 后通过捏合机充分混合并挤压或冲压成球形或条形)。

本发明催化剂用于制备异佛尔酮的方法是：将丙酮气化后送入装有本发明催化剂的固定 床反应器，在300℃下反应5～30小时，反应结束后按常规方法将丙酮和副产物异丙叉丙酮 从反应产物中分离出来即可。

本发明催化剂在传统的镁铝催化剂的基础上加入了碱土金属元素(钙和钡)、过渡金属元 素(锆)以及稀有金属元素，有效提高了丙酮缩合反应中丙酮的转化率以及异佛尔酮的选择 性，使丙酮转化率和异佛尔酮的产率分别达到86％以上和65％以上。

附图说明

图1是利用本发明催化剂制备异佛尔酮的一种具体工艺流程图。

具体实施方式

以下实施例均按图1所示的工艺流程进行。

例1