[发明专利]一种烯烃水合的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种烯烃水合的方法，特别是采用低碳烯烃水合连续制低碳醇的方法。

背景技术

烯烃水合是重要的有机催化反应之一。在烯烃水合反应中最具代表意义且有实用价值的是烯烃水合制备相应醇类的反应，如乙醇、异丙醇、仲丁醇作为重要的有机化工原料和溶剂在涂料、染料、药物、合成橡胶、香料、农药等行业有着广泛的用途。近年来，随着原油加工深度增加，产生了大量的C₂～C₇烯烃，而烯烃水合是消耗烯烃的重要手段，也是工业生产醇类产品的重要方法。烯烃水合反应是典型的酸催化反应，其催化剂一般为硫酸和磷酸，由于上述两种催化剂存在腐蚀、流失等问题，近年来已逐步被沸石催化剂和强酸树脂催化剂所取代。强酸树脂虽然具有一定的催化活性，但由于其存在制备复杂、易失活、不能再生、生产能力低等缺点，而使世界各研究机构致力于开发低碳烯烃水合用沸石催化剂。

有关沸石分子筛催化剂用于烯烃水合的研究报道较多，如EP210793、EP323268、EP323268、EP458048、US4857664、US4727977、US5012014。上述文献表明丙烯水合制备异丙醇/异丙醚所采用的沸石中，β沸石效果最好。ZSM-5对乙烯水合有良好催化效果，丁烯水合制仲丁醇采用ZSM系列效果优良。在烯烃水合反应条件下，沸石类分子筛具有优良的催化性能，但受到制备条件的限制，也存在着分子筛水热稳定性差，反应条件下催化剂强度受水热条件影响急速下降，限制了其工业应用的实现。

CN1245738A公开了一种低碳烯烃水合制低碳醇的方法。该方法采用的催化剂由改性的β分子筛和粘结剂组成，改性元素选自 La、B、Fe、Ge、Ni、Cr、Co、Cu、Mg、Ca、Sr、Ge中至少一种；催化剂组成为(重量百分比)改性元素1 wt%~5wt%，β沸石分子筛40 wt%~80 wt %，粘结剂余量。该方法采用硅溶胶、粘土、氢氧化铝等为粘结剂，制备的催化剂水热稳定性差，在烯烃水合反应条件下强度下降过快，难以实现工业应用。

CN1872826A公开了一种连续生产低级醇的方法，采用水合工艺，反应温度80～200℃，反应压力4.0～20.0MPa，固体酸催化剂采用阳离子交换树脂，将低碳烯烃催化水合成低碳醇，并将反应后产物中的醇分离出来。阳离子交换树脂催化烯烃水合单程转化率较低（<10%），随着反应进行，磺酸根流失引起设备腐蚀，并需要配套脱离子水系统以脱除循环水中的离子，工艺过程复杂。

 

发明内容

为了克服现有技术中的不足之处，本发明提供了一种烯烃水合的方法。该方法采用固定床反应器，烯烃的单程转化率高、目的产品收率高、催化剂水热稳定性好、使用寿命长。

本发明烯烃水合的方法，采用固定床反应器，在催化剂存在下，烯烃与水发生水合反应，所得产物经分离得到醇；所述的催化剂为酸性分子筛与树脂复合催化剂，以催化剂的重量为基准，酸性分子筛的含量为1%~50%，优选为10%~30%，树脂的含量为50%~99%，优选为70%~90%。

所述酸性分子筛与树脂复合催化剂的性质如下：比表面积为80~200 m²/g，孔容为0.05~0.50 cm³/g，侧压强度为6~16N/mm。

所述的酸性分子筛是指具有酸催化功能的分子筛，选自但不限于下列分子筛：硅铝分子筛、磷酸硅铝分子筛中的一种或多种，优选为β分子筛、ZSM系列分子筛、丝光沸石、八面沸石、毛沸石、A型沸石、MCM系列分子筛、SAPO系列分子筛中的一种或多种，ZSM系列分子筛可以为ZSM-5、ZSM-8、ZSM-11、ZSM-35中的一种或多种，SAPO系列分子筛可以为SAPO-5、SAPO-11中的一种或多种，MCM系列分子筛可以为MCM-22、MCM-36、MCM-41分子筛中的一种或多种，进一步优选为β分子筛、ZSM-5分子筛、MCM-36、Y沸石中的一种或多种。所述酸性分子筛为氢型分子筛及其改性分子筛、多价阳离子交换分子筛及其改性分子筛中的一种或多种，优选为氢型分子筛及其改性分子筛中的一种或多种。所述的氢型分子筛可以经铵交换后铵离子的分解或氢离子交换得到，所述的多价阳离子交换分子筛是经过多价阳离子交换得到，比如碱土金属阳离子交换分子筛、稀土金属阳离子交换分子筛等。所述的改性分子筛包括但不限于采用调节分子筛酸性、孔结构、硅铝比、非骨架铝等参数的方法改性后得到的分子筛。