[发明专利]一种芳构化催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种芳构化催化剂及其制备方法和在异佛尔酮芳构化生产3,5‑二甲基苯酚反应中的应用，该芳构化催化剂包括载体、活性组分和助剂；活性组分包括MnO、MgO、其它过渡金属和其它过渡金属的氧化物；助剂包括其它过渡金属的碘化物；其它过渡金属选自铜、镍、铬、钛中的一种或多种；载体选自分子筛、氧化铝、硅胶中的一种或多种。本发明公开的芳构化催化剂，将其应用于异佛尔酮芳构化生产3,5‑二甲基苯酚反应中，可以显著降低异佛尔酮芳构化反应的温度，同时保证异佛尔酮有较高的转化率，并提高了目标产物3,5‑二甲基苯酚的选择性、显著减少碳化结焦现象。

技术领域

本发明涉及催化剂的技术领域，尤其涉及一种芳构化催化剂及其制备方法和在异佛尔酮芳构化生产3,5-二甲基苯酚反应中的应用。

背景技术

产品中文名称为3,5-二甲基苯酚(MX)，英文名称为3,5-Dimethylphenol。其外观为白色针晶，溶于水和乙醇。主要用于生产杀虫剂、橡胶促进剂、防老剂、药物、香料、酚醛树脂等。还用作轧钢冷轧油添加剂，可延长冷轧油使用寿命。本品毒性分级为高毒，燃烧会释放有毒烟雾。

目前3,5-二甲基苯酚的制备方法主要有四种：1、煤焦油洗油馏分提取法，煤焦油价廉易得，但其中3,5-二甲基苯酚的含量少，设备成本大，安全隐患较高。2、间二甲苯磺化碱熔法，这种方法是生产3,5-二甲基苯酚的传统方法，工艺较为成熟但工艺复杂，设备腐蚀严重，对环境造成严重污染，随着人们对环保越来越重视而逐渐被淘汰。3、苯酚烷基化法，该法工艺路线简单，但选择性差，无法满足工业需求。4、异佛尔酮芳构化法，此法操作工艺简单，收率高的同时也经济环保。

异佛尔酮芳构化法中，异佛尔酮在没有催化剂的条件下反应温度高，转化率低，因此，该工艺中催化剂对产率及选择性有很大影响。

张宪等人对负载型金属氧化物催化剂及固体碱催化剂进行研究。对于负载型金属氧化物催化剂的研究得出加入2％K₂O助剂、Cr₂O₃的负载量为15％的Cr₂O₃-Al₂O₃催化剂在反应温度550℃，空速1.5h^-1的反应条件下得出较好的结果；异佛尔酮转化率达到71.2％，3,5-二甲基苯酚的选择性达到84.9％，收率达到60.5％。对于固体碱催化剂的研究得到经过氮气气氛下600℃煅烧的MgO在反应温度560℃，空速1.5h^-1的反应条件下得出较好的结果；异佛尔酮转化率达到83.7％，3,5-二甲基苯酚的选择性达到85.6％，收率达到71.6％。(天津大学2005年硕士学位论文)这两种催化剂存在较为明显的缺点，即固体催化剂在高温环境下易积碳，催化剂寿命较短，难以实现大规模生产。

使用均相催化剂的异佛尔酮催化裂解法。这种方法所使用的催化剂是被卤素原子取代的脂肪烃或芳香烃。如公开号为CN101348421A的中国专利申请中公开了一种3,5-二甲基苯酚的制备方法，其使用天大北洋化工生产的加压气固相反应实验装置，在不锈钢管式反应器中以碘甲烷为均相催化剂，在催化剂用量为1％，反应温度为550℃，反应压力为2atm的反应条件下，使异佛尔酮转化率达到100％，3,5-二甲基苯酚选择性达到98％。

使用均相催化剂时，3,5-二甲基苯酚收率较负载型金属氧化物催化剂及固体碱催化剂有明显提高，但均相催化剂与产物难以分离导致消耗量大，产品质量下降，成本较高。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题，本发明公开了一种芳构化催化剂，将其应用于3,5,5-三甲基-2-环已烯-1-酮(异佛尔酮)芳构化生产3,5-二甲基苯酚反应中，可以显著降低异佛尔酮芳构化反应的温度，同时保证在较低温度下异佛尔酮仍具有较高的转化率，提高了目标产物3,5-二甲基苯酚的选择性、并显著减少碳化结焦现象。

具体技术方案如下：

一种芳构化催化剂，包括载体、活性组分和助剂；