[发明专利]一种合成气一步法制异丙醇的方法

说明书

一种合成气一步法制异丙醇的方法，以合成气(CO/H₂)为反应原料，在多功能复合催化剂上实现C‑C精准偶联获得C₃产物异丙醇。其中，多功能复合催化剂由具有甲醇合成、甲醇羰基化、乙酸酮基化和丙酮加氢功能的催化剂组成。合成气一步法制异丙醇的方法包括以下步骤：步骤1，各组分催化剂依次装填于反应器内，进行预处理；步骤2，通入合成气，进行催化反应，制备目标产物异丙醇。通过各功能催化剂组分的高效组合，实施合成气催化转化，异丙醇选择性达80％以上。该方法为一步法路线，与传统多步法相比，过程简单，设备投入少，分离能耗和成本低，具有良好的应用前景。

技术领域

本发明涉及异丙醇的合成方法，尤其是涉及一种合成气一步法制异丙醇的方法，特别在多功能复合催化剂上CO加氢一步法制异丙醇。

背景技术

当前我国资源禀赋呈富煤贫油少气的特点，发展非石油基碳基资源制备高附加值化学品和液体燃料迫在眉睫。煤、天然气、生物质、二氧化碳可经过气化、重整或还原制得合成气，而以合成气作为平台化合物可直接转化为高附加值化学品。然而除了合成甲烷、甲醇外，合成气催化转化生成的目标产物碳数分布均较宽，因此如何调控特定碳数范围的产物实现单一产物的选择性合成引起了广泛的关注。

异丙醇作为一种极其重要的C₃化学品和基础化工原料，广泛应用于制药、塑料、化妆品、香料、涂料等行业，亦可作为色谱分析标准物测定金属，及作为溶剂大量应用于橡胶、涂料、虫胶、生物碱、硝基纤维素等的生产。目前异丙醇可用粮食发酵生产，但该法需耗费大量硫酸，会造成设备腐蚀。亦可采用丙烯直接水合法，但该工艺丙烯单程转化率低，异丙醇选择性低，丙烯原料需大量循环，动力能源消耗大、成本高(CN203417661U)。因此，发展异丙醇高选择性合成的新方法和新工艺引起了研究者的广泛关注。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中的上述问题，提供一种合成气一步法制异丙醇的方法，实现目标产物异丙醇的高选择性合成。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种合成气一步法制异丙醇的方法，包括以下步骤：

1)采用多床层的方式将催化剂依次装填于反应器内，通入气体对催化剂进行预处理；其中，甲醇合成催化剂置于第一床层，甲醇羰基化催化剂置于第二床层，乙酸酮基化催化剂置于第三床层，丙酮加氢催化剂置于第四床层；甲醇合成催化剂:甲醇羰基化催化剂:乙酸酮基化催化剂:丙酮加氢催化剂的质量比为(1.0～2.0):(0.5～4.0):(0.5～4.0):(0.5～4.0)；

2)通入合成气，进行催化反应，获得异丙醇为主的产物。

步骤1)中，所述催化剂进行预处理的方法是：通入氢气或氢气与惰性气体的混合气，以1.0～10℃/min速率升温至200～600℃，并保持1.0～10h，然后切换成惰性气体吹扫0.1～5.0h。

步骤2)中，所述催化反应的具体方法为：催化剂经预处理后，温度降低至30～300℃，通入合成气，其中H₂与CO的体积比为(0.25～5.0):1，控制反应温度为200～500℃，反应压力为0.5～7.0MPa，合成气空速为500～20000h^-1，合成气经过催化剂床层反应得到目标产物异丙醇。

所述的甲醇合成催化剂选自Cu-ZnO-Al₂O₃、Pd-ZnO-Al₂O₃、ZnO-Cr₂O₃-Al₂O₃、ZnO-Cr₂O₃、ZnO-ZrO₂、ZnO-Al₂O₃、CeO₂-ZrO₂、In₂O₃-ZnO中的至少一种。