[发明专利]一种二甲基苄醇氢解催化剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种二甲基苄醇氢解催化剂及其制备方法，催化剂包括：氧化铜35‑70wt％，氧化锌5‑25wt％，二氧化硅15‑40wt％，碱土金属氧化物0.5‑15wt％，氧化铋和氧化铅0.1‑5wt％。制备方法包括：(a)将含Cu化合物、Zn化合物、碱土金属化合物、Bi化合物和Pb化合物的混合溶液与碱性沉淀剂溶液加入硅溶胶水溶液中进行沉淀反应并升温老化，(b)将老化后的浆液过滤、洗涤、干燥及焙烧得到复合化合物粉体，(c)向复合化合物粉体中加入粘结剂及成型助剂等充分混合并挤出成型、干燥、焙烧即得催化剂。该用于二甲基苄醇氢解制备异丙苯时不仅具有良好的活性和选择性，而且抗液性能好、机械稳定性高。

技术领域

本发明属于催化技术领域，具体涉及一种二甲基苄醇氢解催化剂及其制备方法。

背景技术

环氧丙烷(PO)是一种重要的有机化工原料，主要用于生产聚醚多元醇(聚氨酯原料)、丙二醇等，还大量用于生产非离子表面活性剂、油田破乳剂、农药乳化剂和显影剂等。

工业上PO生产方法主要有氯醇法、过氧化氢直接氧化法以及共氧化法(Halcon法)。氯醇法是国内生产PO的主要路线，该工艺存在严重的设备腐蚀和环境污染等问题。过氧化氢直接氧化路线由于原料成本高，经济性受到影响。

共氧化法又称联产法或间接氧化法，是通过有机过氧化物和丙烯反应生成环氧丙烷，副产有机醇。传统的异丁烷共氧化法和乙苯共氧化法，虽避免了投资高与流程长的氯醇法对环境的严重污染，但PO生产过程中生成大量联产副产物，PO的生产成本受联产物价格波动的影响较大。

异丙苯共氧化法(PO-CHP工艺)由捷克人首先提出(CS140743)，2003年日本住友化学株式会社率先实现工业化。该方法包括异丙苯过氧化、丙烯环氧化与二甲基苄醇氢解三个核心反应及相关分离工序，以过氧化氢异丙苯为氧源，联产的二甲基苯甲醇通过氢解生成异丙苯，异丙苯返回过氧化单元反应得到过氧化氢异丙苯，异丙苯实现循环利用。

与其它工艺比，异丙苯共氧化法具有转化率和选择性非常高、工艺路线短、设备投资少、无联产物和经济效益更稳定等优点。二甲基苄醇氢解反应是PO-CHP工艺的核心反应之一，关系到该过程异丙苯的消耗以及相关的分离过程等，二甲基苄醇氢解催化剂的性能对该过程经济性有显著影响。

二甲基苄醇氢解催化剂主要有铂钯贵金属催化剂、镍基催化剂和铜基催化剂等，贵金属催化剂和镍基催化剂成本高、易造成芳环饱和、异丙苯选择性较差。

二甲基苄醇氢解制异丙苯的催化剂在许多专利中都有报道。美国专利US3337646提出了一种α,α-二甲基苄醇气相氢解制异丙苯的方法，采用Ni-Cr-Al₂O₃催化剂，在350℃将苄醇气相氢解为异丙苯，该专利采用的催化剂含Cr，催化剂制备、使用及回收处理过程中均存在严重的环境污染问题。

专利CN1308273C公开了一种催化氢解α,α-二甲基苯甲醇制备异丙苯的方法，该专利采用2wt％Pd-C催化剂，催化剂成本较高，反应时需引入卤代芳烃、甲酸钠、甲酸、吲哚以及喹啉等物质，增加了分离难度与成本。

专利CN1616383A提出了采用贵金属Pd为催化剂，以H₂或有机物为氢源，在30-100℃下，α,α-二甲基苄醇转化率大于96％，异丙苯选择性大于99％，该方法停留在实验室间歇式反应阶段，反应时加入乙酸和乙醇为溶剂、分离复杂，且催化剂中Pd含量高达2wt％，催化剂成本较高。

专利CN104230642A公开了一种α,α-二甲基苄醇直接氢解制备异丙苯的方法，该专利采用Cu/Co/Ni改性的Pd-C催化剂，氢解反应生成异丙苯的选择性普遍＜98.5％，催化剂成本高且选择性偏低。

专利CN104230640A公开了一种α,α-二甲基苄醇氢解制备异丙苯的方法，该专利采用Mg/Ca/Ba改性的Pd-Ni/SiO₂催化剂，氢解反应生成异丙苯的选择性普遍＜98.5％，催化剂成本高且选择性偏低。