[发明专利]一种用于合成异丙醇的催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种用于合成异丙醇的催化剂及其制备方法和应用，所述催化剂包括活性组分和复合载体；所述活性组分为NiO；所述复合载体为改性氧化铝载体；所述改性氧化铝载体中的改性组分为TiO₂和/或SiO₂；所述催化剂中活性组分的质量百分含量为12％～33％，载体的质量百分含量为88％～67％。与现有技术相比，本发明提供的催化剂以NiO为活性组分，结合特定含量组分的复合载体，实现较好的相互作用，从而使该催化剂在丙酮加氢合成异丙醇的过程中，具有更高转化率和选择性；并且，该催化剂主要采用非贵金属组分，大大降低了成本、简化了制备流程，从而能够实现工业化实际应用的要求。

技术领域

本发明涉及有机合成技术领域，更具体地说，是涉及一种用于合成异丙醇的催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

随着当前工业技术的不断改进，丙酮的产能持续增加出现过剩的情况。近几年来，丙酮在溶剂方面的应用日趋减少，丙酮的应用范围变得越来越窄。这样一来，使用丙酮加氢法合成异丙醇的最大缺点不复存在，因此，开发一种丙酮加氢法合成异丙醇的技术具有非常大的实际意义。在日本，三井化学公司于2011年8月30日宣布，计划改造大阪工厂利用丙烯直接水合法制取异丙醇(IPA)装置，新的装置将采用丙酮加氢法，原装置年产能为2.8万吨，改造后的装置年产能将达到6万吨。而丙酮加氢法合成异丙醇的技术关键是研究一种高性能的催化剂。

目前，丙酮加氢制取异丙醇的催化剂主要由金属镍、铜或者铂、铑、钌等贵金属作为活性成分。如公开号为CN1255482A的中国专利公开了一种由丙酮加氢制异丙醇的工艺方法，采用压片成型的CuO-ZnO氧化物混合物催化剂，在使用温度150℃～250℃、压力1.0MPa～5.0MPa、氢酮比1.5：1～4.5：1、丙酮液时体积空速0.5h^-1～4.0h^-1的条件下，实现了丙酮的转化率达到99.9％,异丙醇的选择性可达99.9％；公开号为101927168A的中国专利公开了一种丙酮加氢合成异丙醇的镍基催化剂及其应用，在镍基催化剂中加入少量的金属Mo和Zn可以显著地提高催化剂的丙酮加氢生产异丙醇的收率，异丙醇的收率可达99.4％；公开号为CN102746113A的中国专利公开了一种合成异丙醇方法，在镍基催化剂中加入Ba、La、Mg等进行催化剂改性。此外，Mooksuwan W采用Ni-Cu合金催化剂对丙酮气相加氢的吸热反应进行了研究，通过改善催化剂的床层温度与反应物的入口温度，使得丙酮的最大转化率达到25％。虽然合金类催化剂具有较高的催化性能，但是其对还原剂的要求较高且操作较为复杂，工业放大具有很高的难度。与此同时，现有技术公开了采用雷尼镍催化剂，液相丙酮、气相氢气与催化剂在滴流床反应器中发生接触反应，反应温度为100℃，丙酮的转化率和异丙醇的选择性都较高。虽然雷尼镍催化剂对丙酮加氢反应具有很好的催化性能，但是其价格较为昂贵，生产流程较为复杂，操作不易。

因此，随着人们对用于合成异丙醇的催化剂催化性能要求的提高及工业放大的需要，提供一种具有更高转化率及选择性的催化剂且能够实现工业化实际应用的要求，成为本领域技术人员亟待解决的技术难题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种用于合成异丙醇的催化剂及其制备方法和应用，本发明提供的催化剂在丙酮加氢合成异丙醇的过程中，具有更高转化率和选择性且能够实现工业化实际应用的要求。

本发明提供了一种用于合成异丙醇的催化剂，包括活性组分和复合载体；

所述活性组分为NiO；

所述复合载体为改性氧化铝载体；所述改性氧化铝载体中的改性组分为TiO₂和/或SiO₂；

所述催化剂中活性组分的质量百分含量为12％～33％，载体的质量百分含量为88％～67％。