[发明专利]一种异丙醇脱水制丙烯的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种异丙醇脱水制丙烯的方法。

背景技术

丙烯是合成塑料、橡胶和纤维等高聚物及其他化学品的重要原料，传统丙烯的生产主要以石油为原料，通过高温裂解或催化裂化的方法得到，在当今石油资源日益枯竭、能源问题日益突出和环境破坏严重的背景下，生产轻质烯烃产品成本不断提高，因此，生产丙烯的非石油路线成为一种持续增长的需求。近年来，研究者致力于寻找新原料用于轻质烯烃的制备。由于醇类物质的来源较广，可由生物发酵得到，也可由合成气制得，所以甲醇、乙醇以及高级醇等成为制备烯烃原料的一种选择。其中，异丙醇脱水制丙烯反应受到广泛关注。目前，异丙醇脱水制丙烯反应中采用的催化剂有HZSM-5、SAPO-34分子筛、MCM-41酸性分子筛和γ-Al₂O₃。

氧化铝是一种多孔性、高分散度的固体物料，具有良好的吸附性能、表面酸性及热稳定性，是一种重要的催化剂或催化剂载体，应用广泛。近年来，介孔纳米氧化铝的制备及应用研究面很广。介孔纳米氧化铝的制备方法，目前主要有模板法、活性铝粉水解法、硫酸铝铵法、溶胶-凝胶法等，其中以表面活性剂为模板制备氧化铝材料研究较多，其中的表面活性剂分为离子表面活性剂和非离子表面活性剂。离子表面活性剂又分为阳离子表面活性剂和阴离子表面活性剂。阳离子表面活性剂法主要是加入十六烷基三甲基溴化铵等阳离子表面活性剂作为模板剂，与铝源在酸性或碱性作用条件下沉淀出氧化铝；阴离子表面活性剂法主要是加入十二烷基磺酸钠等阴离子表面活性剂作为模板剂，与铝源在酸性或碱性作用条件下沉淀出氧化铝。非离子表面活性剂法研究较多，包括TritonX系列、聚乙二醇系列，以及聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯嵌段共聚物作为表面活性剂，一般与铝源在酸性作用条件下沉淀出来。涉及的嵌段共聚物主要有P123、F127、F84等。

文献（J Am Chem Soc,2002,124,12294-12301）报道，以硝酸铝或氯化铝为铝源，采用P64、P65、P84、P123等作为模板剂，所得介孔纳米氧化铝的比表面积范围为249-367m²/g，介孔孔径为4.0-9.6纳米，其中，以P65为模板剂，氧化铝的比表面积可达367m²/g，介孔孔径为5.6纳米；另有文献（Chem Mater,2011,23,1147-1157）报道，采用P123为模板剂，制备了一系列金属氧化物介孔材料，其中以氯化铝为铝源，可以得到比表面积为469m²/g,介孔孔径为6.6纳米的介孔纳米氧化铝。

CN101024503A公开了一种超重力反应器采用沉淀法制备介孔氧化铝的方法，制备的介孔氧化铝的比表面积为250-300m²/g，介孔孔径为4-10纳米；CN101492170A公开了一种阳离子表面活性剂CTAB，阴离子表面活性剂月桂酸等，非离子表面活性剂P123、F127，在酸性条件下制备介孔纳米氧化铝，比表面积为300m²/g以下，平均孔径为6.7纳米以下；CN102219242A公开了一种以P123为模板剂，无机酸或无机碱为沉淀剂制备介孔氧化铝的方法，介孔氧化铝比表面积180-400m²/g，平均孔径为3.5-7.6纳米；CN101863499A公开了一种在有机酸助剂作用下，以P123或F27为模板剂制备大孔-介孔氧化铝的方法。

上述方法虽然可以制得介孔氧化铝催化剂，但在加入铝源后一般都需要调节酸碱性，或者直接选择酸性条件下制备，不但工艺复杂，而且也增加了后期处理的负担。

发明内容

本发明的目的在于提供一种采用介孔纳米氧化铝作为催化剂的异丙醇脱水制丙烯的方法。

一种异丙醇脱水制丙烯的方法，该方法包括：在异丙醇脱水反应条件下，使异丙醇与催化剂接触，使异丙醇脱水制得丙烯，其中，所述催化剂由包括以下步骤的方法制得：制备含有模板剂和铝源的凝胶体系；然后去除凝胶体系中的溶剂并焙烧，得到介孔纳米氧化铝；其中，所述模板剂为如式（1）所示的嵌段共聚醚；所述铝源为有机铝源，

其中，R₁为氨基取代的烃基，x、y和z各自分别为1-100。

由上述本发明的方法可以看出，本发明采用的介孔纳米氧化铝催化剂在制备过程中无需调节溶液酸碱性，方法简单且减轻环境负担。本发明采用制得的介孔纳米氧化铝在异丙醇脱水制丙烯的反应中具有很高的活性，可实现异丙醇高效转化制丙烯，异丙醇转化率能够达到100%，丙烯的选择性也能达到99%。