丙烯水合制异丙醇的催化剂的制备方法及催化剂的应用技术

本发明专利技术公开了一种丙烯水合制异丙醇的催化剂的制备方法，包括以下步骤：步骤一，用含HF的物质对载体进行浸蚀扩孔，之后过滤、水洗、干燥，得到扩孔载体；步骤二，将扩孔载体置于10～85wt％的磷酸溶液中，浸渍，过滤，干燥，得到一次浸磷酸催化剂；及步骤三，将一次浸磷酸催化剂浸渍于10～85wt％的磷酸溶液中，浸渍，过滤，干燥，得到磷酸基催化剂。本发明专利技术还公开了另一种丙烯水合制备异丙醇的方法。本发明专利技术所述催化剂具有高活性，高选择性，转化率接近理论值，达到较高水平，同时具有制备简单，成本低廉，催化剂性能稳定等优点，适合工业规模化生产。

Preparation method of catalyst for preparing isopropyl alcohol by propylene hydration and application of catalyst

The invention discloses a method for preparing a catalyst for the hydration of propylene to isopropanol, comprising the following steps: 1, pickling with HF reaming on the carrier material, after filtering, washing and drying to get the reaming carrier; step two, the hole carrier is placed in 10 ~ 85wt% in phosphoric acid solution, impregnation filtration, drying, soaking a phosphoric acid catalyst; and step three, will be the first dip phosphate catalysts impregnated on 10 ~ 85wt% in phosphoric acid solution, impregnation, drying, filtration, phosphate based catalyst. The invention also discloses another method for preparing isopropyl alcohol by hydration of propylene. The catalyst has high activity, high selectivity, the conversion rate is close to the theoretical value, reached a higher level, and has the advantages of simple preparation, low cost, stable performance and other advantages of the catalyst, suitable for industrial scale production.

【技术实现步骤摘要】
丙烯水合制异丙醇的催化剂的制备方法及催化剂的应用
本专利技术涉及一种制备异丙醇的催化剂及其制备和应用，属于催化

技术介绍
异丙醇是一种重要的化学产品和化工原料，被广泛的应用于制药、有机原料、溶剂、香料、化妆品、塑料和涂料等领域。近些年来煤化工发展迅速，煤制合成气转制甲醇再生产烯烃技术成熟，丙烯下游产品需求量跟不上丙烯产能的扩充速度，导致丙烯产量过剩，而异丙醇市场紧缺，因此，由丙烯为原料直接水合生产异丙醇可以同时缓解丙烯与异丙醇的市场压力。目前，异丙醇的制备工艺主要为丙烯水合法，而丙烯水合法又包括丙烯直接水合法和丙烯间接水合法。美国专利US4499313利用丙烯直接水合法制备异丙醇，以H型丝光沸石和Y型沸石作为催化剂，进行液相直接水合制备异丙醇，反应温度160℃，反应压力10MPa，转化率达18％，另外，美国专利US5012014使用β沸石作为催化剂，在反应温度200℃，反应压力7.0MPa，转化率达为8.0％以上，但是该方法采用较大的水烯比使得能耗较高，同时反应压力高对设备要求高。世界专利WO2008147596利用金属氧化物作为催化剂，进行直接水合制备异丙醇，反应温度200～250℃，反应压力6.8MPa，转化率最高可达17.9％，但该方法催化剂合成较为复杂，原料价格高，催化剂制备成本高。中国专利CN103880591采用丙烯间接水合法制备异丙醇，以丙烯和醋酸为原料，反应温度40～120℃，反应压力3.75～10.0MPa，进行液相加成酯化生成醋酸异丙酯；生成的醋酸异丙酯在Cu基催化剂作用下，反应温度200～280℃，反应压力3.0～18.0MPa，加氢生成异丙醇和乙醇，该方法催化剂具有高活性和高选择性，但反应过程复杂、催化剂制备过程复杂、反应压力高。近年来，由于丙酮价格较低以及市场供应充足，使得通过丙酮加氢制取异丙醇的工艺路线逐渐经济可行从而形成一定的竞争优势。中国专利CN103539635和CN103706377，分别开发了镍基催化剂和铂基催化剂，该方法具有催化剂活性高、选择性好的优点，但是受丙酮价格影响较大，在工业应用中受到一定限制。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种丙烯水合制异丙醇的催化剂的制备方法。本专利技术的目的在于提供丙烯水合制异丙醇的催化剂的另一制备方法。本专利技术的目的还在于提供一种丙烯水合制备异丙醇的方法。为实现上述目的，本专利技术提供了一种丙烯水合制异丙醇的催化剂的制备方法，包括以下步骤：步骤一，用含HF的物质对载体进行浸蚀扩孔，之后过滤、水洗、干燥，干燥温度为100～200℃，干燥时间为3～15小时，得到扩孔载体；步骤二，将扩孔载体置于10～85wt％的磷酸溶液中，浸渍1～10小时，过滤，干燥，干燥温度为70～200℃，干燥时间为3～15小时，得到一次浸磷酸催化剂；步骤三，将一次浸磷酸催化剂浸渍于10～85wt％的磷酸溶液中，浸渍，浸渍2～10小时，过滤，干燥，干燥温度为70～200℃，干燥时间为3～15小时，得到磷酸基催化剂。为实现上述目的，本专利技术还提供了一种丙烯水合制异丙醇的催化剂的制备方法，包括以下步骤：步骤一，用含HF的物质对载体进行浸蚀扩孔，之后过滤、水洗、干燥，干燥温度为100～200℃，干燥时间为3～15小时，得到扩孔载体；步骤二，将扩孔后催化剂载体抽真空，滴加10～85wt％H3PO4溶液，过滤、干燥，干燥温度为70～200℃，干燥时间为3～15小时，得到一次浸磷酸催化剂；步骤三，将一次浸磷酸催化剂抽真空，滴加10～85wt％H3PO4溶液，过滤、干燥，干燥温度为70～200℃，干燥时间为3～15小时，得到磷酸基催化剂。其中，所述含HF的物质为KF或NaF与HCl、H2SO4或HNO3的混合物，HF水溶液或HF气体。其中，所述的HF水溶液浓度为0.2～20％。其中，所述载体为二氧化硅、硅大球、氧化钛和分子筛中的一种或几种。其中，所述载体为硅大球。其中，所制备的磷酸基催化剂中包含20～80wt％的磷酸和20～80wt％的载体。其中，所制备的磷酸基催化剂中包含30～70wt％的磷酸和30～70wt％的载体。为实现上述目的，本专利技术还提供了一种丙烯水合制备异丙醇的方法，应用前述所制备的磷酸基催化剂，将所述磷酸基催化剂装填到固定床或流化床，反应条件为：反应温度为150～260℃，反应压力2～5MPa，水/丙烯的摩尔比为0.3～10，气体丙烯的进料体积空速为100～2500h-1。本专利技术的有益效果是：(1)本专利技术的催化剂制备工艺简单，成本低廉，具有高活性和高选择性，适用于规模化工业生产。(2)本专利技术用HF对载体进行扩孔改性，提高载体对磷酸的负载量，进而提高催化剂的催化活性。(3)本专利技术制备的催化剂在较温和的反应条件下即可得到丙烯转化率6.5％以上，异丙醇选择性99％以上，对设备要求低、能耗低。具体实施方式下面结合技术方案详细叙述本专利技术的具体实施例，但工艺条件不仅限于这些实施例。本专利技术提供了一种丙烯水合制异丙醇的催化剂的制备方法，包括以下步骤：步骤一，用含HF的物质对载体进行浸蚀扩孔，之后过滤、水洗、干燥，干燥温度为100～200℃，干燥时间为3～15小时，得到扩孔载体；步骤二，将扩孔载体置于10～85wt％的磷酸溶液中，浸渍1～10小时，过滤，干燥，干燥温度为70～200℃，干燥时间为3～15小时，得到一次浸磷酸催化剂；步骤三，将一次浸磷酸催化剂浸渍于10～85wt％的磷酸溶液中，浸渍，浸渍2～10小时，过滤，干燥，干燥温度为70～200℃，干燥时间为3～15小时，得到磷酸基催化剂。本专利技术还提供了一种丙烯水合制异丙醇的催化剂的制备方法，包括以下步骤：步骤一，用含HF的物质对载体进行浸蚀扩孔，之后过滤、水洗、干燥，干燥温度为100～200℃，干燥时间为3～15小时，得到扩孔载体；步骤二，将扩孔后催化剂载体抽真空，滴加10～85wt％H3PO4溶液，过滤、干燥，干燥温度为70～200℃，干燥时间为3～15小时，得到一次浸磷酸催化剂；步骤三，将一次浸磷酸催化剂抽真空，滴加10～85wt％H3PO4溶液，过滤、干燥，干燥温度为70～200℃，干燥时间为3～15小时，得到磷酸基催化剂。其中，所述含HF的物质为KF或NaF与HCl、H2SO4或HNO3的混合物，HF水溶液或HF气体。其中，所述的HF水溶液浓度为0.2～20％。其中，所述载体为二氧化硅、硅大球、氧化钛和分子筛中的一种或几种。其中，所述载体为硅大球。其中，所制备的磷酸基催化剂中包含20～80wt％的磷酸和20～80wt％的载体。其中，所制备的磷酸基催化剂中包含30～70wt％的磷酸和30～70wt％的载体。本专利技术还提供了一种丙烯水合制备异丙醇的方法，应用前述所制备的磷酸基催化剂，将所述磷酸基催化剂装填到固定床或流化床，反应条件为：反应温度为150～260℃，反应压力2～5MPa，水/丙烯的摩尔比为0.3～10，气体丙烯的进料体积空速为100～2500h-1。反应转化率和选择性计算公式为：实施例1(1)称取10g硅大球(购自南京合一化工有限责任公司)浸渍于0.4％HF溶液中，浸渍4小时，过滤、洗涤、干燥，干燥温度为150℃，干燥4小时。(2)取扩孔后催化剂3.5g，浸渍于50wt％H3PO4溶液中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种丙烯水合制异丙醇的催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，用含HF的物质对载体进行浸蚀扩孔，之后过滤、水洗、干燥，干燥温度为100～200℃，干燥时间为3～15小时，得到扩孔载体；步骤二，将扩孔载体置于10～85wt％的磷酸溶液中，浸渍1～10小时，过滤，干燥，干燥温度为70～200℃，干燥时间为3～15小时，得到一次浸磷酸催化剂；步骤三，将一次浸磷酸催化剂浸渍于10～85wt％的磷酸溶液中，浸渍，浸渍2～10小时，过滤，干燥，干燥温度为70～200℃，干燥时间为3～15小时，得到磷酸基催化剂。

【技术特征摘要】
1.一种丙烯水合制异丙醇的催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，用含HF的物质对载体进行浸蚀扩孔，之后过滤、水洗、干燥，干燥温度为100～200℃，干燥时间为3～15小时，得到扩孔载体；步骤二，将扩孔载体置于10～85wt％的磷酸溶液中，浸渍1～10小时，过滤，干燥，干燥温度为70～200℃，干燥时间为3～15小时，得到一次浸磷酸催化剂；步骤三，将一次浸磷酸催化剂浸渍于10～85wt％的磷酸溶液中，浸渍，浸渍2～10小时，过滤，干燥，干燥温度为70～200℃，干燥时间为3～15小时，得到磷酸基催化剂。2.一种丙烯水合制异丙醇的催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，用含HF的物质对载体进行浸蚀扩孔，之后过滤、水洗、干燥，干燥温度为100～200℃，干燥时间为3～15小时，得到扩孔载体；步骤二，将扩孔后催化剂载体抽真空，滴加10～85wt％H3PO4溶液，过滤、干燥，干燥温度为70～200℃，干燥时间为3～15小时，得到一次浸磷酸催化剂；及步骤三，将一次浸磷酸催化剂抽真空，滴加10～85wt％H3PO4溶液，过滤、干燥，干燥温度为70～200℃，干燥时间为3～15小时，得到磷酸基催化剂。3.根据权利要求1或2所...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟庆伟，刘泳涛，唐晓飞，齐晓梅，牟维林，王中平，宋立红，刘广志，都健，王家杰，刘琳琳，田存轩，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11