[发明专利]一种催化氧化异壬醇制异壬酸的催化剂及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种催化氧化异壬醇制异壬酸的催化剂及其制备方法与应用。制备方法包括：(1)将载体活性炭均散在稀硝酸中，进行预处理改性；(2)将活性金属盐氯化钯溶于浓盐酸，配成氯钯酸溶液；将活性助剂制成水溶液，与所述氯钯酸溶液混合，得到浸渍溶液；将预处理后的载体活性炭加入到所述浸渍溶液中，搅拌浸渍；(3)用碱性溶液调节体系酸碱度进行活性组分预分散。(4)对活性组分进行湿法还原，分离干燥得到目标复合催化剂。同时本文公布的异壬醇氧化制异壬酸路线，异壬醇转化率较高，且对异壬酸的选择性高，能有效减少分离工段的能耗与投入，且异壬醇直接氧化获得异壬酸的反应路线，对原料运输条件更加友好，具由良好的应用前景。

技术领域

本发明涉及多相催化领域，具体涉及一种催化氧化异壬醇制异壬酸的催化剂及其制备方法与应用。

背景技术

异壬酸(3,5,5-三甲基己酸)，结构如下作为用途广泛的精细化工中间体，可作为涂料、润滑剂、增塑剂的上游原料，也适用于醇酸树脂改性，还可用于生产各类异壬酸酯，用于化妆品领域。

醛氧化制备异壬酸是目前主要的生产工艺，原料为异壬醛(3,5,5-三甲基己醛)或异壬醇(3,5,5-三甲基己醇)，需要300℃以上的反应温度，再2MPa的反应压力压力下碱熔，得到对应的酸。此工艺存在产物小部分脱水或脱羰的现象，导致产品带有少量二异丁烯。同时现有生产工艺需要加入均相催化剂来分解反应过程中产生的过氧化物，且对后续的分离纯化过程带来各种潜在的问题与风险。专利CN 108047027 A中使用的原料异壬醛成本远高于异壬醇，同时该专利采用的金属有机骨架催化剂存在热稳定性差，不耐酸碱的问题，大大提高了生产过程的不稳定性和成本。该工艺的选择性也有提升的空间。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供的一种催化氧化异壬醇制异壬酸的催化剂及其制备方法与应用。

本发明提供了一种催化氧化异壬醇制异壬酸的催化剂制备方法，首先将载体用7-9wt％硝酸溶液进行处理，得到改性后载体用于催化剂制备。催化剂采用贵金属钯作为活性金属，以钴、铜做为助活性金属，以活性炭为载体，将上述各组分通过浸渍法负载在改性后的载体上，以硼氢化钠为还原剂，将负载在载体上的活性金属还原为金属单质，在真空条件下40-50℃干燥后，用于催化氧化异壬醇制异壬酸反应。以异壬醇为原料，反应温度110-120℃，反应气氛为纯氧，反应压力为0.8-1MPa，异壬醇的转化率达到90％以上，异壬酸的选择性达到99％以上。一步催化氧化法具有工艺流程短、选择性高，可制成高纯度产品等优点。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种催化氧化异壬醇制异壬酸的催化剂的制备方法，制备步骤如下：

(1)将载体活性炭分散在稀硝酸中，进行预处理；

(2)将活性金属盐氯化钯溶于浓盐酸，配成氯钯酸溶液；将活性助剂制成水溶液，与所述氯钯酸溶液混合，得到浸渍溶液；将步骤(1)所述预处理后的载体活性炭加入到所述浸渍溶液中，搅拌浸渍；

(3)用碱性溶液调节步骤(2)所得混合液的酸碱度至pH值为9-10，进行活性组分预分散；

(4)对步骤(3)所述活性组分进行湿法还原，分离干燥得到目标复合催化剂。

优选的，步骤(1)中所述的载体活性炭为商业活性炭。

优选的，步骤(1)中所述的稀硝酸是7-9wt％的硝酸；所述预处理的条件为90-95℃下回流3-4h，过滤分离后在50-55℃温度下真空干燥12-14h。

优选的，步骤(2)所述浸渍的预处理后的载体活性炭的质量和浸渍溶液的体积比为(0.1-0.12)g:(19-22)ml；所述浸渍溶液中的氯钯酸根浓度为0.011-0.012mol/L，活性助剂的金属离子浓度为0.007-0.008mol/L。