專利名稱：丙酮聯(lián)產(chǎn)甲基異丁基酮和二異丁基酮的工藝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制備化工溶劑的工藝方法，特別是涉及一種由丙酮?dú)庀嘁徊椒ê?br> 成甲基異丁基酮和二異丁基酮的工藝方法。
背景技術(shù)：
甲基異丁基酮(MIBK)是一種優(yōu)良的中沸點(diǎn)溶劑，化學(xué)性能穩(wěn)定，能夠滿足高檔涂 料的固體組分、揮發(fā)速度、流平性及涂料強(qiáng)度、外觀等特殊要求，MIBK因其具有良好的溶解 性和與其他溶劑極好的互溶性及適宜的沸點(diǎn)，廣泛地用作生產(chǎn)高檔涂料的溶劑，合成對苯 二胺類橡膠防老劑，同時也作為生產(chǎn)藥物、粘合劑的溶劑和稀有金屬萃取劑。隨著汽車工業(yè) 以及高檔涂料的迅猛發(fā)展，對MIBK的需求不斷增加。 MIBK的生產(chǎn)法主要是丙酮加氫法。由丙酮加氫生產(chǎn)MIBK的反應(yīng)過程是丙酮(AC) 在堿催化劑作用下發(fā)生縮合反應(yīng)，生成二丙酮醇(DAA)， DAA在酸性催化劑作用下發(fā)生脫水 反應(yīng)生成異丙叉丙酮(M0)， MO再在加氫催化劑的作用下進(jìn)行加氫反應(yīng)生成MIBK。生成的 MIBK又可以與丙酮進(jìn)一步縮合反應(yīng)生成二異丁基酮(DIBK)，或者M(jìn)IBK自身發(fā)生縮合反應(yīng) 生成異佛爾酮(IPO)。 在丙酮加氫法中又分為丙酮三步法和丙酮一步法工藝。三步法由于工藝流程長、 設(shè)備數(shù)量多、投資大等弊端制約了該工藝的進(jìn)一步發(fā)展。目前，MIBK生產(chǎn)主要采用一步 法。丙酮一步法生產(chǎn)工藝流程較短，主要過程是丙酮和氫氣在雙功能催化劑的異步協(xié)同作 用下，同時發(fā)生縮合、脫水和加氫反應(yīng)生成MIBK。 一步法工藝中丙酮?dú)庀嗉託湟徊椒ㄉa(chǎn) MIBK是目前工業(yè)化最實(shí)用的工藝路線。 在丙酮加氫法制取MIBK工藝中，另一主要產(chǎn)物為二異丁基酮(DIBK) 。 二異丁基酮 具有沸點(diǎn)高，蒸發(fā)速度快，可用作硝基噴漆、乙烯樹脂涂料及其他合成樹脂涂料的溶劑，可 提高其防潮能力。也可用作制造有機(jī)氣溶膠的分散劑及食品精制和某些藥物、殺蟲劑的中 間體。二異丁基酮產(chǎn)品國內(nèi)尚無生產(chǎn)，完全依賴進(jìn)口 ，屬高附加值產(chǎn)品，開發(fā)生產(chǎn)DIBK能節(jié) 約大量外匯，產(chǎn)出效益好。 在丙酮加氫法制取MIBK工藝中，廣泛采用的催化劑是Pd/樹脂催化劑，但是該類 催化劑熱穩(wěn)定性差，催化劑再生困難，操作條件要求苛刻，且催化劑的活性組分為貴金屬。 以過渡金屬Ni為催化活性組分的催化劑，由于價格低廉，很有競爭力。目前報道的Ni基催 化劑有Ni/Al203、 Ni/MgO、 Ni/CaO、 Ni/MgAl水滑石等。對于Ni/MgO_Al203-Zr02催化劑還未 見報道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種催化丙酮?dú)庀嘁徊椒ê铣杉谆惗』投惗』?酮的工藝方法，利用這種方法可在較溫和的反應(yīng)條件下由丙酮?dú)庀嘁徊椒ê铣杉谆惗』?酮和二異丁基酮。 本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的
丙酮聯(lián)產(chǎn)甲基異丁基酮和二異丁基酮的工藝方法，該方法使用Ni/Mg0-Al203-Zr02 催化劑，組成為Ni :5. 5wt %， MgO :51wt %， A1203 :9. 5wt %， Zr02 : 34wt %，催化劑通過 NiMgAlZr四元類水滑石化合物制得；在反應(yīng)溫度180 280°C，液空速4. 8ml/geat h，氫 酮摩爾比為l，在固定床反應(yīng)器中氣相一步法合成甲基異丁基酮和二異丁基酮；以含Zr的 NiMgAlZr四元類水滑石化合物為前驅(qū)體將Zr02添加到催化劑中，制得Ni/MgO_Al203-Zr02 催化劑。 本發(fā)明催化劑的突出特點(diǎn)是 (1)采用NiMgAlZr四元類水滑石前驅(qū)體將Zr引入催化劑中。(2)催化劑制備工 藝簡單，適于大規(guī)模生產(chǎn)。(3)在本發(fā)明的催化劑上，丙酮的轉(zhuǎn)化率最高可達(dá)80%，甲基異 丁基酮的選擇性可達(dá)63%，二異丁基酮的選擇性可達(dá)24%。 (4)添加Zr02后，催化劑具有 適宜的酸堿性，活性較高。(5)該催化劑可同時制備甲基異丁基酮和二異丁基酮兩種產(chǎn)物。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明采用以含Zr類水滑石為催化劑前驅(qū)體的方法將Zr引入催化劑中，以達(dá)到 調(diào)節(jié)催化劑酸堿性，獲得活性好的催化丙酮?dú)庀嘁徊椒ê铣杉谆惗』投惗』?催化劑。 本發(fā)明以金屬硝酸鹽溶液為起始溶液，采用共沉淀法，在pH = 9 10制備 了 NiMgAlZr四元類水滑石前驅(qū)體，焙燒后得到Ni/MgO-Al203-Zr02催化劑，組成為Ni : 5. 5wt %， MgO :51wt %， A1203 :9. 5wt %， Zr02 : 34wt %，在反應(yīng)溫度180 280°C，液空速 4. 8ml/g^，h，氫酮摩爾比為1的操作條件下，固定床反應(yīng)器中氣相一步合成甲基異丁基酮
和二異丁基酮。
實(shí)施例1 使用新煮沸的蒸餾水分別配制1.0mol/L的Ni(N03)2、Mg(N03)2、Al(N03)3以及 0. 5mol/L的Zr(N03)4金屬鹽溶液；另配制1. Omol/L的NaOH溶液和0. 5mol/L的Na2C03溶 液。按照催化劑組成Ni :5. 5wt%， MgO :51wt%， A1203 :9. 5wt%， Zr02 : 34wt^，將Ni、 Mg、 Al、Zr四種硝酸鹽溶液配成混合溶液，溶液記為A。在燒杯中事先加入一定量的Na2C03溶液 [C032—的摩爾量=0. 5 (Al3++Zr4+)摩爾量]，將溶液A和NaOH溶液同時滴定到燒杯中，控制 滴加速度，并不斷攪拌，保持pH在9 10之間。滴加完畢后，在6(TC下恒溫水浴中攪拌老 化12小時，洗滌、離心，直至pH在7左右，進(jìn)行抽濾，將濾餅放入烘箱中，在8(TC下干燥12 小時，得到NiMgAlZr四元類水滑石化合物。將制備的NiMgAlZr類水滑石前體置于馬弗爐 中，在50(TC下焙燒4h，得到Ni/MgO-Al203-Zr02氧化物催化劑。活性測試前在50(TC下氫氣 還原10小時。 取2g上述催化劑，裝入內(nèi)徑為8mm的不銹鋼固定床反應(yīng)器進(jìn)行評價，反應(yīng)在常壓 下進(jìn)行，床層溫度控制在180 280°C ，丙酮由微量泵打入預(yù)熱器(IO(TC )，氣化后與氫氣混 合，進(jìn)入反應(yīng)器進(jìn)行反應(yīng)，液空速控制在4. 8ml/g。at h，氫酮摩爾比為1。反應(yīng)產(chǎn)物通過冷 阱收集，用氣相色譜進(jìn)行分析。反應(yīng)結(jié)果見附表。
附表不同催化劑的催化性能
4實(shí)施例反應(yīng)溫丙酮轉(zhuǎn)化異丙醇選MIBK選DIBK選擇
液 。0率(％)擇性(％)擇性(％)性(％)
118062.539.1941.3714.49
20070.56l謹(jǐn)39.938,85
24060.129.9163.1824.09
28034.458.3962.1110.5權(quán)利要求
丙酮聯(lián)產(chǎn)甲基異丁基酮和二異丁基酮的工藝方法，其特征在于，該方法使用Ni/MgO-Al2O3-ZrO2催化劑，組成為Ni5.5wt％，MgO51wt％，Al2O39.5wt％，ZrO234wt％，催化劑通過NiMgAlZr四元類水滑石化合物制得；在反應(yīng)溫度180～280℃，液空速4.8ml/gcat·h，氫酮摩爾比為1，在固定床反應(yīng)器中氣相一步法合成甲基異丁基酮和二異丁基酮；以含Zr的NiMgAlZr四元類水滑石化合物為前驅(qū)體將ZrO2添加到催化劑中，制得Ni/MgO-Al2O3-ZrO2催化劑。
全文摘要
丙酮聯(lián)產(chǎn)甲基異丁基酮和二異丁基酮的工藝方法，涉及一種制備化工溶劑的工藝方法。該方法使用Ni/MgO-Al2O3-ZrO2催化劑，組成為Ni6wt％，MgO60wt％，Al2O321wt％，Ni13wt％，催化劑通過NiMgAlZr四元類水滑石化合物制得。在反應(yīng)溫度180～280℃，液空速4.8ml/gcat·h，氫酮摩爾比為1，在固定床反應(yīng)器中，丙酮轉(zhuǎn)化率為60％，甲基異丁基酮和二異丁基酮的選擇性分別達(dá)63％和24％。甲基異丁基酮和二異丁基酮可廣泛地用作生產(chǎn)高檔涂料的溶劑。
文檔編號C07C45/74GK101712606SQ20091022011
公開日2010年5月26日 申請日期2009年11月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月24日
發(fā)明者吳靜, 寧志高, 申延明, 郭瓦力 申請人:沈陽化工學(xué)院