[发明专利]一种制备甲基异丁基醇的催化剂、制备方法及应用

说明书

本发明公开了一种制备甲基异丁基醇的催化剂、制备方法及应用。所述催化剂包括：以催化剂总重为100份数计量，镍10～25份；镓改性的氧化铝载体75～90份；镓在氧化铝载体中的含量为0.5～5wt％；所述镓改性的氧化铝载体是将拟薄水铝石粉体成型为氧化铝载体，焙烧，再在氧化铝载体表面喷洒或浸渍可溶性镓盐，制得所述镓改性的氧化铝载体。本发明的催化剂稳定性好、低温下具有高活性和高选择性。

技术领域

本发明涉及催化剂领域，具体是涉及一种制备甲基异丁基醇的催化剂、制备方法及应用。

背景技术

甲基异丁基甲醇(又称4-甲基-2-戊醇，英文简称MIBC)，是优良的中沸点溶剂，用于有机合成的原料，矿物浮选洗剂，如萃取硅和硫酸镍矿，还可用于刹车液，也用作染料、石油、橡胶、树脂、石蜡、硝基纤维素和乙基纤维素等的溶剂，用作硝化纤维素漆的惰性溶剂，可增加涂料的光泽和平整性，改进泛红性能，在润滑油添加剂制造中用作溶剂等。

甲基异丁基甲醇(MIBC)用作矿物浮选剂具有相当可观的市场前景。2013年，全球浮选剂消费量约10万t，销售额近2亿美元。北美是世界上消费浮选剂最多的地区，消费量预计在2.38万t，其次是南美地区，年消费量接近2万t。北美和东亚主要将浮选剂用于金属硫化物、煤和铁矿的生产，而南美则主要用于开采铜矿，其次是铅/锌/银矿。近年来，发展中国家在向发达国家出口煤，为达到目地国的环保要求，需要对煤进行浮选。甲基苯酚作为一种浮选剂，现仍在一些国家使用，但因其存在环保问题将会逐渐被淘汰。因此MIBC的需求量将会越来越大。近年来，甲基异丁基醇的需求量持续增加，市场前景非常乐观，价格也居高不下。

另一方面，随着国内甲基异丁基酮(英文简称MIBK)装置的不断建设，单纯生产MIBK的装置已经不具有盈利能力，大多装置处于停产或低负荷运行状态。业内人士开始寻找MIBK的下游产品以提高装置的盈利水平和抗风险能力，其中一个重要的产品就是MIBC，具有较好的市场价值。

中国专利CN 1325837A公开了一种酮加氢制备相应醇的方法，在固定床反应器中，原料酮与加氢催化剂接触，与氢气发生加氢反应，生成与原料酮碳原子数相同的醇。原料酮选自丙酮、甲基异丙酮、甲基异丁基酮，二异丁基酮，加氢催化剂组成为10～80％CuO、2～85％Al₂O₃、0.1～5.0％碱金属氧化物和0～60％Zn、Mg、Cr的氧化物或其混合物。反应温度为100～250℃，反应压力为常压～6.0MPa，进料的氢酮分子比1～6，进料酮的液时体积空速为0.2～5.0h^-1。在实施例中，将100ml催化剂加入直径20mm的固定床反应器，甲基异丁基酮的液时体积空速为1.0h^-1，氢酮比为5:1，反应温度180℃，压力2.0MPa，MIBK转化率89.4％，MIBC选择性为99.9％。

唐晓博考察了铜基催化剂在甲基异丁基酮加氢反应中的性能。采用并流共沉淀法合成了CuO-ZnO体系催化剂，考察了催化剂的组成、制备条件和反应条件等因素对催化剂反应性能的影响。在温度220℃、压力4MPa、空速0.6h^-1，氢酮比15、还原温度270℃的条件下，使用铜锌摩尔比为1:3的CuO-ZnO催化剂，MIBK的转化率能达到99.7％，MIBC的选择性大于99％。

目前公开的铜基催化剂具有较高的选择性，反应温度比较高，如何把反应温度降低下来将是发展趋势。铜基催化剂没有公开长时间考察稳定性，并且未见到工业化报道。研究催化剂的稳定性是催化剂能否工业化的决定性指标，MIBK工业化之前必须考察催化剂的稳定性。

童孟良使用骨架镍作为催化剂，液相加氢MIBK制备MIBC，得到最佳的骨架镍活化条件是碱液质量分数20.00％，活化温度90℃，活化时间3h；在105-115℃，氢气压力1.2MPa，搅拌转速1000r/min的条件下，MIBK转化率可以达到100％，MIBC收率为99％。但该方法工艺较为复杂，反应时间需50min左右，操作较为麻烦。