负载型催化剂、其制备方法和由其催化制备的二异丁基甲酮与流程

本申请涉及有机催化剂，具体涉及一种负载型催化剂、其制备方法和由其催化制备的二异丁基甲酮。

背景技术：

1、二异丁基甲酮(diisobutyl-ketone)又名2,6-二甲基-4-庚酮(2,6-dimethyl-4-heptanone，2,6-dimethyl-heptan-4-one)、异丙基丙酮(diisopropylacetone)，简称dibk。常温下为无色油状液体，有薄荷气味。天然品存在于康酿克酒、葡萄酒等中。性质较稳定，微溶于水，与多数有机溶剂能混溶。二异丁基甲酮主要用作有机溶剂，也可用于有机合成。能溶解乙酸纤维素、硝化纤维素、聚苯乙烯、乙烯树脂、蜡、清漆、天然树脂和生胶等。由于沸点高，蒸发速度慢，可用作硝基喷漆、乙烯树脂涂料以及其他合成树脂涂料的溶剂。二异丁基甲酮也是用于合成蒽醌法生产双氧水工艺中氢蒽醌溶剂—二异丁基甲醇的原料。

2、目前工业上还没有直接将二异丁基甲酮作为主产品的生产工艺，世界各国普遍采用联产甲基异丁酮和二异丁基甲酮的方法来生产二异丁基甲酮，也就是生产甲基异丁基酮时二异丁基甲酮作为副产品和其他副产品被一起产出，再经过进一步精馏得到二异丁基甲酮产品，这就导致二异丁基甲酮的收率较低，无法满足市场需求，并且得到二异丁基甲酮的同时也得到其异构体4,6-二甲基-2-庚酮，两者沸点仅相差2.2℃(二异丁基甲酮沸点168.1℃，4,6-二甲基-2-庚酮170.3℃)，难以分离提纯。

3、cn111936452a公开了一种采用固定床连续反应，经由混合金属氧化物或沸石催化剂将粗制和/或精制杂醇油混合物改质为更高价值的可再生化学品的催化方法，可以将杂醇油中的异戊醇化学转化为二异丁基甲酮，但其收率(约40％)仍有待提高。

4、因此，提供一种高收率的二异丁基甲酮的制备方法具有重要意义。

技术实现思路

1、基于此，本申请的目的包括提供一种负载型催化剂，可用于催化制备二异丁基甲酮，制得的二异丁基甲酮产率高、纯度高、选择性高。

2、本申请的第一方面体用一种负载型催化剂，包括载体和负载于所述载体上的活性分子；

3、所述载体为金属ln改性的氧化铝；

4、ln包括金属la；

5、所述活性分子为金属离子和柠檬酸的络合物，所述的络合物包括金属mn和金属la。

6、在本申请的一些实施方式中，所述负载型催化剂中，所述活性分子和所述载体的质量比为(0.2～0.3)：1；及/或，

7、所述活性分子中，la和mn的摩尔量的比为(1～1.2)：1；及/或，

8、所述载体中，所述金属ln以其氧化物计，质量百分含量为1％～10％。

9、在本申请的一些实施方式中，所述负载型催化剂中，所述载体为粉末状，粉末的粒径为100nm～200nm。

10、本申请的第二方面提供一种负载型催化剂的制备方法，包括如下步骤：将氧化铝粉末于ln盐溶液中浸渍3h～5h，干燥，然后在800℃～900℃下焙烧5h～7h，制得载体；

11、在柠檬酸存在的盐溶液中，使金属离子络合，得到含有活性分子的溶液；

12、将所述载体于含有活性分子的溶液中浸渍1h～3h，干燥，在300℃～400℃下焙烧1h～3h，然后在800℃～900℃下焙烧1h～3h，制得所述负载型催化剂；

13、其中，所述ln和所述活性分子如权利要求1～3中的任一项所定义。

14、在本申请的一些实施方式中，所述的制备方法中，所述ln盐溶液和所述氧化铝粉末的质量比为(0.3～0.6)：1；

15、所述ln盐溶液中元素ln的摩尔浓度为0.1mol/l～0.5mol/l；

16、所述柠檬酸和所述金属离子的摩尔比为(1～1.5)：1。

17、在本申请的一些实施方式中，所述的制备方法中，所述氧化铝粉末的粒径为80nm～200nm；及/或，

18、所述含有活性分子的溶液和所述载体和的质量比为(0.2～0.3)：1。

19、本申请的第三方面提供一种二异丁基甲酮的制备方法，包括如下步骤：将3-甲基丁醇汽化，通入装填有催化剂的气固相反应器中，经气固相反应制得所述二异丁基甲酮；

20、所述催化剂为本申请第一方面所述的负载型催化剂。

21、在本申请的一些实施方式中，所述的制备方法中，所述将3-甲基丁醇汽化的汽化温度为135℃～150℃；及/或，

22、所述气固相反应的反应温度为360℃～430℃，反应压力为0.1～0.5mpa；及/或，

23、以催化剂计的质量空速为0.01～1.0h-1。

24、在本申请的一些实施方式中，所述的制备方法还包括如下纯化步骤：将所述气固相反应后所得的反应物冷凝，经气液分离得到液相，将所述液相进行油水分离得到油相，所述油相经精馏提纯，得到二异丁基甲酮。

25、本申请的第四方面，提供本申请第三方面提供的制备方法制得的二异丁基甲酮，所述二异丁基甲酮的选择性为65～95％。

26、目前工业制备二异丁基甲酮的方法包括丙酮法和异丙醇法，分别以丙酮和异丙醇为原料，通过缩合、脱水和选择性加氢联合制得二异丁基甲酮和甲基异丁基酮，二异丁基甲酮作为副产物得率较低。采用异丙醇法还容易产生难分离副产物4,6-二甲基-2-庚酮。本申请的制备方法反应收率高，制得的二异丁基甲酮选择性强，不产生4,6-二甲基-2-庚酮，产物易于提纯。

技术特征：

1.一种负载型催化剂，其特征在于，包括载体和负载于所述载体上的活性分子；

2.根据权利要求1所述负载型催化剂，其特征在于，所述活性分子和所述载体的质量比为(0.2～0.3)：1；及/或，

3.根据权利要求2所述的负载型催化剂，其特征在于，所述载体为粉末状，粉末的粒径为100nm～200nm。

4.一种负载型催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将氧化铝粉末于ln盐溶液中浸渍3h～5h，干燥，然后在800℃～900℃下焙烧5h～7h，制得载体；

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述ln盐溶液和所述氧化铝粉末的质量比为(0.3～0.6)：1；

6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述氧化铝粉末的粒径为80nm～200nm；及/或，

7.一种二异丁基甲酮的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将3-甲基丁醇汽化，通入装填有催化剂的气固相反应器中，经气固相反应制得所述二异丁基甲酮；

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述将3-甲基丁醇汽化的汽化温度为135℃～150℃；及/或，

9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，还包括如下纯化步骤：将所述气固相反应后所得的反应物冷凝，经气液分离得到液相，将所述液相进行油水分离得到油相，所述油相经精馏提纯，得到二异丁基甲酮。

10.权利要求7～9中任一项所述的制备方法制得的二异丁基甲酮，其特征在于，所述二异丁基甲酮的选择性为65～95％。

技术总结
本申请涉及有机催化剂技术领域，具体涉及一种负载型催化剂、其制备方法、由其催化制备的二异丁基甲酮。本申请的负载型催化剂包括载体和负载于载体上的活性分子；载体为金属Ln改性的氧化铝；Ln包括金属La；活性分子为金属离子和柠檬酸的络合物，其包括金属Mn和金属La。本申请还涉及一种负载型催化剂的制备方法，制备载体的步骤，以及将载体于含有活性分子的溶液中浸渍、干燥、反复焙烧的步骤。本申请还涉及一种二异丁基甲酮的制备方法，该方法收率高，制得的二异丁基甲酮的选择性强、纯度高。

技术研发人员：罗小沅,王志,刘洋
受保护的技术使用者：昌德新材科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13