[发明专利]丙酮联产甲基异丁基酮和二异丁基酮的工艺方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种制备化工溶剂的工艺方法，特别是涉及一种由丙酮气相 一步法合成甲基异丁基酮和二异丁基酮的工艺方法。

背景技术

甲基异丁基酮(MIBK)是一种优良的中沸点溶剂，化学性能稳定，能 够满足高档涂料的固体组分、挥发速度、流平性及涂料强度、外观等特殊要 求，MIBK因其具有良好的溶解性和与其他溶剂极好的互溶性及适宜的沸点， 广泛地用作生产高档涂料的溶剂，合成对苯二胺类橡胶防老剂，同时也作为 生产药物、粘合剂的溶剂和稀有金属萃取剂。随着汽车工业以及高档涂料的 迅猛发展，对MIBK的需求不断增加。

MIBK的生产法主要是丙酮加氢法。由丙酮加氢生产MIBK的反应过程 是：丙酮(AC)在碱催化剂作用下发生缩合反应，生成二丙酮醇(DAA)， DAA在酸性催化剂作用下发生脱水反应生成异丙叉丙酮(MO)，MO再在 加氢催化剂的作用下进行加氢反应生成MIBK。生成的MIBK又可以与丙酮 进一步缩合反应生成二异丁基酮(DIBK)，或者MIBK自身发生缩合反应 生成异佛尔酮(IPO)。

在丙酮加氢法中又分为丙酮三步法和丙酮一步法工艺。三步法由于工艺 流程长、设备数量多、投资大等弊端制约了该工艺的进一步发展。目前， MIBK生产主要采用一步法。丙酮一步法生产工艺流程较短，主要过程是丙 酮和氢气在双功能催化剂的异步协同作用下，同时发生缩合、脱水和加氢反 应生成MIBK。一步法工艺中丙酮气相加氢一步法生产MIBK是目前工业化 最实用的工艺路线。

在丙酮加氢法制取MIBK工艺中，另一主要产物为二异丁基酮(DIBK)。 二异丁基酮具有沸点高，蒸发速度快，可用作硝基喷漆、乙烯树脂涂料及其 他合成树脂涂料的溶剂，可提高其防潮能力。也可用作制造有机气溶胶的分 散剂及食品精制和某些药物、杀虫剂的中间体。二异丁基酮产品国内尚无生 产，完全依赖进口，属高附加值产品，开发生产DIBK能节约大量外汇，产 出效益好。

在丙酮加氢法制取MIBK工艺中，广泛采用的催化剂是Pd/树脂催化剂， 但是该类催化剂热稳定性差，催化剂再生困难，操作条件要求苛刻，且催化 剂的活性组分为贵金属。以过渡金属Ni为催化活性组分的催化剂，由于价 格低廉，很有竞争力。目前报道的Ni基催化剂有Ni/Al₂O₃、Ni/MgO、Ni/CaO、 Ni/MgAl水滑石等。对于Ni/MgO-Al₂O₃-ZrO₂催化剂还未见报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种催化丙酮气相一步法合成甲基异丁基酮和 二异丁基酮的工艺方法，利用这种方法可在较温和的反应条件下由丙酮气相 一步法合成甲基异丁基酮和二异丁基酮。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

丙酮联产甲基异丁基酮和二异丁基酮的工艺方法，该方法使用 Ni/MgO-Al₂O₃-ZrO₂催化剂，组成为：Ni：5.5wt％，MgO：51wt％，Al₂O₃： 9.5wt％，ZrO₂：34wt％，催化剂通过NiMgAlZr四元类水滑石化合物制得； 在反应温度180～280℃，液空速4.8ml/g_cat·h，氢酮摩尔比为1，在固定床反 应器中气相一步法合成甲基异丁基酮和二异丁基酮；以含Zr的NiMgAlZr 四元类水滑石化合物为前驱体将ZrO₂添加到催化剂中，制得 Ni/MgO-Al₂O₃-ZrO₂催化剂。

本发明催化剂的突出特点是：

(1)采用NiMgAlZr四元类水滑石前驱体将Zr引入催化剂中。(2)催 化剂制备工艺简单，适于大规模生产。(3)在本发明的催化剂上，丙酮的转 化率最高可达80％，甲基异丁基酮的选择性可达63％，二异丁基酮的选择 性可达24％。(4)添加ZrO₂后，催化剂具有适宜的酸碱性，活性较高。(5) 该催化剂可同时制备甲基异丁基酮和二异丁基酮两种产物。

具体实施方式