[发明专利]生产异丙苯的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种α，α-二甲基苄醇氢解制异丙苯的方法。

背景技术

环氧丙烷是一种重要的石油化工有机原料，该物质主要地生产方法是氯醇法与过氧化乙苯法。氯醇法对环境的污染严重，过氧化乙苯法有大量联产副产物-苯乙烯生成，从而使环氧丙烷的生产成本受到联产物的价格波动的影响。近年来，以过氧化异丙苯为氧源，氧化丙烯生产环氧丙烷的方法逐渐发展起来，该过程环保、安全性高，联产物α，α-二甲基苄醇可以通过催化氢解反应生成异丙苯，异丙苯可以返回过氧化单元实现循环利用。与过氧化乙苯法氧化生产环氧丙烷的工艺比，该过程具有工艺路线短，设备投资少，无联产物以及生产价格比较稳定等优点。

美国专利US6646139B2披露了α，α-二甲基苄醇催化氢解生产异丙苯的工艺过程，该技术是以氢气为氢源，以Cu-Cr氧化物为催化剂，反应温度180℃，催化剂活性较低，同时由于Cr物种的存在，对环境污染严重。

中国专利CN1257138C提出了用H₂与CO混合气还原Cu催化剂的方法，由于其所用催化剂仍然是Cu-Cr催化剂，同样存在环境污染问题。

铜基加氢催化剂的活性中心为金属铜，该金属熔点比较低，使得铜催化剂在常常因烧结长大而失活。助剂Cr的引用能够提高Cu的稳定性，但Cr金属对环境污染较大，不宜采用，无Cr存在的情况下，Cu基催化剂稳定性差。

中国专利CN 1308273C公布了一种α，α-二甲基苯甲醇液相氢解制异丙苯的方法，该方法以2.0wt％Pd/椰壳活性炭为催化剂，可将苄醇氢解转化为异丙苯，苄醇的转化率96～98％，生成异丙苯选择性达99％。该工艺中要使用一元低碳醇溶剂与甲酸、乙酸等为添加剂，其使用量以重量百分比计可达苄醇用量的20～150％。该工艺采用间歇式操作，生产效率低。

由上所述，现有技术氢解α，α-二甲基苄醇的催化剂主要有贵金属Pd和Cu基催化剂。Pd催化剂价格昂贵，使用成本高，以现有技术制备的Cu基催化剂，应用于α，α-二甲基苄醇催化氢解制备异丙苯过程中，存在催化剂活性低、稳定性差、环境污染严重的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有技术制备的Cu基催化剂应用于氢解α，α-二甲基苄醇生产异丙苯过程中存在的催化剂活性低、稳定性差，使用Cr组份时造成环境污染的问题，提供一种新的生产异丙苯的方法，该方法所用催化剂用于α，α-二甲基苄醇氢解生产异丙苯具有活性高，稳定性好，对环境友好的优点。

解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：一种高活性、稳定性Cu基催化剂，以重量百分比计包括以下组分：a)10.0～45.0％CuO；b)5.0～25.0％NiO；c)25.0～70.0％Al₂O₃；d)3.0～15.0％助剂选自MgO、BaO、CaO、CeO₂或ZrO₂中的至少一种。制备该催化剂包括以下步骤：将所需量的氧化铝与水混合打浆得到浆液I，将所需量的Cu、Ni与选自Mg、Ca、Ce、Ba或Zr中至少一种的混合溶液与碳酸钠的水溶液同时滴入浆液I中进行共沉淀，沉淀温度60～100℃，沉淀pH值6.0～10.0，经老化、洗涤、干燥以及在450℃焙烧后压片成型得到催化剂。催化剂在使用前于350℃下，采用氢气还原8小时。

以上技术方案中，以重量百分比计，CuO量的用量优选范围为15～30％；NiO的用量优选范围为7.5～15％；选自MgO、BaO、CaO、CeO₂或ZrO₂中的至少一种的用量优选范围为5.0～10.0％；沉淀温度优选范围为：70～90℃；沉淀pH值优选范围为：7.0～9.0。

生产异丙苯的方法，技术方案如下：采用固定床反应器，以α，α-二甲基苄醇和氢气为原料，氢气/苄醇的摩尔比为1∶0.05～1，反应温度在120～220℃，反应压力在0.2～3.0MPa，液体体积总空速为0.5～10.0h^-1条件下，原料与催化剂接触，反应生成异丙苯和水，通过分离得到异丙苯产品。

以上技术方案中，氢气/苄醇的摩尔比优选范围为1∶0.06～0.2，反应温度优选范围为150～200℃，反应压力优选范围为1.0～2.5MPa，液体体积总空速优选范围为1.0～4.0h^-1。