[发明专利]一种乙醇催化转化制备甲基苯甲醇的方法及所用催化剂

摘要

本发明提供了一种乙醇催化转化制备甲基苯甲醇的方法及所用催化剂，属于化工催化技术领域。本发明开发一条从绿色可持续的乙醇出发制备甲基苯甲醇的路线，并提供该催化转化路线所采用的催化剂。与传统的石油基路线相比，该反应路径具有过程简单、环境友好、产物易分离等优点，是具有颠覆性的甲基苯甲醇生产路线。该路线的反应温度为150‑450℃，甲基苯甲醇的总选择性高达72％，具有良好的工业应用前景。本专利的创新为催化合成创新和反应路径的创新两个方面。

主权项

1.一种乙醇催化转化制备甲基苯甲醇的方法，其特征在于，步骤如下：(1)制备脱氢催化剂(1.1)配制过渡金属盐水溶液和/或醇溶液；(1.2)以步骤(1.1)配制的过渡金属盐水溶液和/或醇溶液等体积浸渍载体1～3次；浸渍完后室温静置0.1～2h；(1.3)将步骤(1.2)静置后的混合物于50℃烘箱放置干燥0.1～20h；(1.4)将步骤(1.3)干燥后的产物于100～150℃干燥0.5～2h，催化剂前驱体再依次于惰性、氢气氛围处理或直接于氢气氛围处理，即得到载体负载的过渡金属催化剂即为脱氢催化剂，记为过渡金属/载体；所述的过渡金属选自Cu、Ni、Co、Ag、Pd、Rh、Ru、Pt、Ir、Zn、Y中的一种或两种以上组合；所述的载体为炭或炭/氧化物复合物时，所得催化剂前驱体于350～450℃惰性氛围下处理1～5h，随后在350～600℃经氢气氛围还原0.5‑5h；所述的载体为Al2O3、SiO2、ZrO2、ZnO或MgO时，所得催化剂前驱体于350～600℃直接经氢气气氛还原2～5h；(2)制备芳构化催化剂(2.1)将金属A、B、C、D和E的硝酸盐加入到水中溶解，配制相应的水溶液；(2.2)将磷酸氢二铵加入到水中溶解，配制相应的水溶液；(2.3)将步骤(2.1)配制的硝酸盐溶液逐滴加入到步骤(2.2)中，并充分搅拌；其中，金属与磷的摩尔比为1.5～1.67；(2.4)采用氨水调节步骤(2.3)所得浑浊液的pH值为8～12，然后在50～80℃搅拌24h；(2.5)将步骤(2.4)所得的沉淀物在一定处理气氛下于25～200℃干燥1～10h，再于350～700℃热处理0.5～10h，即得到所述金属羟基磷酸盐即为芳构化催化剂；所述的芳构化催化剂为金属羟基磷酸盐(AxByCzDmEn(OH)2(PO4)6，x+y+z+m+n＝9～10，9～10≥x,y,z,m,n≥0)和金属磷酸盐(AxByCzDmEn(PO4)2，x+y+z+m+n＝3，3≥x,y,z,m,n≥0)；所述的金属A、B、C、D和E相同或不同，选自Mg、Ca、Sr、Ba、Pb、Cu、Ni、Co、Zn、Zr、Hf中的一种或两种以上组合；当芳构化催化剂中包含过渡金属Cu、Ni、Co、Zn、Zr、Hf时，将步骤(2.4)所得沉淀物于350～550℃热处理；(3)催化剂装填方式(3.1)将上述步骤制备的脱氢催化剂和芳构化催化剂分别压片、成型、过筛到指定颗粒大小；(3.2)将步骤(3.1)中成型的脱氢催化剂和芳构化催化剂依次装填到单根固定管中，二者之间用石英棉隔开；(3.3)将步骤(3.2)中所得的双床层催化剂在氢气氛围下于350～750℃还原1～5h；(4)在反应温度150～450℃，反应压力1‑50atm条件下，将乙醇通入载有上述催化剂的反应器中，生产甲基苯甲醇。