CN111068747B - 氢解制备异丙苯的催化剂及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及氢解制备异丙苯的催化剂及其应用，主要解决现有技术中氢解制备异丙苯催化剂稳定性差的问题，本发明通过采用氢解制备异丙苯的催化剂，所述催化剂包括活性组分、助剂和载体；所述活性组分包括选自Pd，助剂包括选自由稀土元素、VA元素、IVB族元素、IIB族元素和VIIB族元素所组成的物质组中的至少一种的技术方案取得了较好的效果，可用于氢解制备异丙苯工业生产中。

Description

氢解制备异丙苯的催化剂及其应用
技术领域
本发明涉及到氢解制备异丙苯的催化剂及其应用。
背景技术
环氧丙烷(简称PO)是一种用途广泛的化工原料，其产量在丙烯衍生物中仅次于聚丙烯。PO最大用途是用于生产聚醚多元醇作为泡沫体和非泡沫体聚氨酯原料，其次是用于生产丙二醇，PO还大量应用于生产非离子表面活性剂、油田破乳剂、农药乳化剂和显影剂等。当前PO商业化生产工艺主要有三种，氯醇法，共氧化法(PO/SM)以及过氧化异丙苯循环法(CHP)。目前采用氯醇化法、共氧化法的环氧丙烷装置占全世界环氧丙烷总生产能力的99％以上，其中氯醇化法约占45％共氧化法约占54％；在共氧化法中，乙苯法为33％，异丁烷法为18％，过氧化氢异丙苯法为3％。过氧化氢路线与直接氧化路线由于丙稀低的转化率相对比较低，导致其经济性不理想，尤其是过氧化氢路线中有水的产生导致原料的损失。日本住友化学(Sumitomo)开发的生产PO新工艺，包括异丙苯氧化，丙烯环氧化与α，α-二甲基苄醇氢解三个工序。该工艺转化率高与选择性高，产物只有PO，不受副产物苯乙烯价格波动的影响，可以为生产商带来更稳定的经济效益。然而，其中α，α-二甲基苄醇氢解工序采用的是Cu-Cr催化剂，污染环境严重。
美国专利US6646139B2披露了α，α-二甲基苄醇催化氢解生产异丙苯的工艺过程，该技术是以氢气为氢源，以Cu-Cr氧化物为催化剂，反应温度180℃，催化剂活性较低，同时由于Cr物种的存在，对环境污染严重。
美国专利US3337646提出了一种α，α-二甲基苄醇气相氢解制异丙苯的方法，该技术以Ni-Cr-Al2O3位催化剂，以氢气为氢源，反应温度高达350℃将α，α-二甲基苄醇气相氢解为异丙苯。该专利所公布的氢解催化剂中Cr组分的引入，在催化剂制备与回收处理过程中存在环境污染问题。
中国专利CN1257138C提出了用H2与CO混合气还原Cu催化剂的方法，由于其所用催化剂仍然是Cu-Cr催化剂，在该专利中未披露其稳定性的指标。
中国专利CN1616383A提出了采用贵金属Pd为催化剂，以H2或有机物为氢源，在30-100℃温度下，α，α-二甲基苄醇转化率大于96％，异丙苯选择性大于99％，该反应在间歇式反应釜内进行，实现连续反应有困难。
中国专利CN1555348A提出了采用Cu基催化剂，使用CO含量低于5％的氢气为氢源，该方法能够防止由于氢气压力降低和催化剂中毒引起的活性降低，能有效利用反应容器中的全部容积物，但催化剂仍存在稳定性差的问题。
中国专利CN1308273C公布了一种α,α－二甲基苯甲醇液相氢解制异丙苯的方法，该方法以2.0wt％Pd/椰壳活性炭为催化剂，可将苄醇氢解转化为异丙苯，苄醇的转化率96～98％，生成异丙苯选择性达99％。该工艺中要使用一元低碳醇溶剂与甲酸、乙酸等为添加剂，其使用量以重量百分比计可达苄醇用量的20～150％。采用该方法无法将混合液体中少量的苯乙酮除去，且该工艺采用间歇式操作，生产效率低，且Pd使用量较大。
通过选择合适载体负载加氢金属制备性能良好的催化剂可以实现脱水和加氢两个反应的耦合。脱水反应为吸热反应，而加氢反应为放热反应，因此脱水和加氢两个反应的耦合还可有效利用反应生成的热量。
综上所述，现有环氧丙烷技术在氢解单元采用的催化剂主要有贵金属Pd和Cu基催化剂。Pd基催化剂苯乙酮加氢活性低，以现有技术制备的Cu基催化剂，应用于α，α－二甲基苄醇催化氢解制备异丙苯过程中，存在催化剂稳定性差、环境污染严重的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题之一是现有技术中的催化剂稳定性差的问题，提供氢解制备异丙苯的催化剂，该催化剂具有α，α-二甲基苄醇转化率高、异丙苯选择性高和稳定性好的优点。
本发明所要解决的技术问题之二是上述技术问题之一所述催化剂的制备方法。
本发明所要解决的技术问题之三是采用上述所述催化剂的应用。
本发明所要解决的技术问题之四是提供异丙苯的合成方法。
为解决上述技术问题之一，本发明的技术方案如下：
氢解制备异丙苯的催化剂，所述催化剂包括活性组分、助剂和载体；所述活性组分包括选自Pd，助剂包括选自由稀土元素、VA元素、IVB族元素、IIB族元素和VIIB族元素所组成的物质组中的至少一种。
所述助剂提高α,α-二甲基苄醇转化率和异丙苯选择性。
上述技术方案中，所述稀土元素优选包括选自由La、Sm、Pr和Nd所组成的物质组中的至少一种。所述稀土元素更优选包括包括La和Sm，两元素在提高α，α-二甲基苄醇转化率、异丙苯选择性和稳定性方面具有协同作用。此时La和Sm的重量比没有特别限制，例如但不限于0.3～8，更具体的比值例子可以是0.40、0.50、0.60、0.70、0.80、0.90、1.00、1.50、2.00、2.50、3.00、3.50、4.00、4.50、5.00、5.50、6.00、6.50、7.00、7.50等等。
上述技术方案中，所述助剂优选包括稀土元素和VA元素。稀土元素和VA元素之间对提高α,α-二甲基苄醇转化率和异丙苯选择性具有相互促进作用。
上述技术方案中，所述VA元素优选包括Bi。
上述技术方案中，所述活性组分含量优选为0.3～8g/L。例如但不限于0.5g/L、1.0g/L、1.5g/L、2.0g/L、2.5g/L、3.0g/L、3.5g/L、4.0g/L、4.5g/L、5.0g/L、5.5g/L、6.0g/L、6.5g/L、7.0g/L、7.5g/L等等。
上述技术方案中，所述助剂的含量优选为0.5～5g/L。例如但不限于0.7g/L、1.0g/L、1.5g/L、2.0g/L、2.5g/L、3.0g/L、3.5g/L、4.0g/L、4.5g/L、5.0g/L等等。
上述技术方案中，作为所述助剂包括稀土元素和VA元素的举例，所述助剂包括La和Bi，两元素在提高α，α-二甲基苄醇转化率、异丙苯选择性和稳定性方面具有协同作用。此时La和Bi的重量比没有特别限制，例如但不限于0.3～8，更具体的比值例子可以是0.40、0.50、0.60、0.70、0.80、0.90、1.00、1.50、2.00、2.50、3.00、3.50、4.00、4.50、5.00、5.50、6.00、6.50、7.00、7.50等等。
上述技术方案中，作为所述助剂包括稀土元素和VA元素的举例，所述助剂包括Sm和Bi，两元素在提高α，α-二甲基苄醇转化率、异丙苯选择性和稳定性方面具有协同作用。此时Sm和Bi的重量比没有特别限制，例如但不限于0.3～8，更具体的比值例子可以是0.40、0.50、0.60、0.70、0.80、0.90、1.00、1.50、2.00、2.50、3.00、3.50、4.00、4.50、5.00、5.50、6.00、6.50、7.00、7.50等等。
上述技术方案中，我们发现，所述助剂同时包括La、Sm和Bi，三者在提高α，α-二甲基苄醇转化率、异丙苯选择性和稳定性方面具有组合效果。
上述技术方案中，所述载体没有特别限制，本领域技术人员可以合理选择且不必付出创造性劳动，但优选自氧化铝和丝光沸石中的至少一种。
上述技术方案中，所述载体更优选包括氧化铝和丝光沸石。
上述技术方案中，氧化铝与丝光沸石的重量份数比优选为(80～95)：(5～20)。
为解决上述技术问题之二，本发明的技术方案如下：
上述技术问题之一的技术方案中任一项所述催化剂的制备方法，所述催化剂所述催化剂包括活性组分、助剂和载体；所述活性组分包括选自Pd，助剂包括选自由稀土元素、VA元素和IVB族元素所组成的物质组中的至少一种，步骤包括：
(1)将所述载体与活性组分溶液混合；
(2)干燥；
(3)焙烧；
(4)与助剂溶液混合；
(5)干燥；
(6)焙烧。
上述技术方案中，干燥的工艺条件没有特别限制，例如但不限于步骤(2)和步骤(5)干燥温度独立选自60～130℃(在此范围内非限制性举例80℃、90℃、100℃、110℃、120℃等等)，步骤(2)和步骤(5)干燥时间例如但不限于至少独立为6个小时，例如6～18小时(在此范围内非限制性举例7、8、9、10、11、12等等)；步骤(3)和步骤(6)焙烧温度独立优选自300～600℃，更优选350～550℃，例如但不限于400℃、500℃；步骤(3)和步骤(6)焙烧时间独立优选自3～8小时，例如但不限于3.5小时、4小时、4.5小时、5小时、5.5小时、6小时、6.5小时、7小时、7.5小时等等；焙烧的气氛优选空气。
上述技术方案中，加氢催化剂的外形没有特别限制，例如可以是球形，条形，环形，车轮形，圆柱，三叶草，四叶草或片状。
上述技术方案中，用于催化剂制备的干燥设备，可以是常用的真空干燥箱、鼓风干燥箱、回转干燥器、喷雾干燥器、履带式干燥器或薄膜干燥器等。
上述技术方案中，用于催化剂制备的焙烧设备，可以是常用的立式连续焙烧炉、转筒焙烧炉或窑式焙烧炉等。
为解决上述技术问题之三，本发明的技术方案如下：上述技术问题之一的技术方案中任一项所述催化剂或按照上述技术问题之二的技术方案中任一项所述制备方法获得的催化剂在α，α-二甲基苄醇氢解制备异丙苯中的应用。
本发明的技术关键是催化剂的选择，对应用的具体方法，本领域技术人员可以合理选择且不必付出创造性劳动。
为解决上述技术问题之四，本发明技术方案如下：
异丙苯的合成方法，包括以α，α-二甲基苄醇的烃溶液与氢气为原料，与上述技术问题之一的技术方案中任一项所述催化剂或按照上述技术问题之二的技术方案中任一项所述制备方法获得的催化剂接触反应，得到异丙苯。
上述技术方案中，以重量计，α，α-二甲基苄醇的烃溶液中α，α-二甲基苄醇的浓度优选8～48％，例如但不限于10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％等等。
上述技术方案中，所述的烃可以为烷烃、芳烃、烷基取代的芳烃。对于烷基取代的芳烃，烷基的碳数可选C1～C4的烷基；烷基取代的芳烃中烷基的数量可以是1～6个，例如但不限于1个、2个等等。从便于分离角度计，异丙苯由于同样是目标产物，因此优选含异丙苯的烃为溶剂，进一步所述的烃基本为异丙苯，直至所述的烃为异丙苯。
上述技术方案中，反应的温度优选120～230℃，更优选140～200℃。
上述技术方案中，烃类物料的体积空速优选1～7h-1，更优选2～6h-1。
上述技术方案中，反应压力优选1～8MPa，更优选1～6MPa。
上述技术方案中，氢气与α，α-二甲基苄醇烃类物料的摩尔比优选5～18，更优选7～15。
本发明催化剂所应用的反应器类型没有特别限制，例如但不限于固定床反应器，也可以是其他类型的反应器，例如流化床，移动床等。
α，α-二甲基苄醇转化率(％)＝[(W0 1-Wt 1)/W0 1]×100％；
异丙苯选择性(％)＝[(Wt 2-W0 2)/(W0 1-Wt 1)]×100％；
w0 1：原料中α，α-二甲基苄醇的质量百分含量；wt 1：产品中α，α-二甲基苄醇的质量百分含量；
w0 2：原料中异丙苯的质量百分含量；wt 2：产品中异丙苯的质量百分含量。
采用本发明，α，α-二甲基苄醇转化率为100％，异丙苯选择性为99.3％，取得了较好的技术效果。
具体实施方式
【实施例1】
1、载体制备
将市售活性氢氧化铝干胶粉100重量份、丝光沸石分子筛原粉10重量份、1:1硝酸8重量份，柠檬酸2.1重量份，田菁粉5重量份和蒸馏水45重量份，混合均匀，挤出，110℃干燥10h，470℃空气气氛中焙烧5h，得到直径为1.3mm长为3mm的圆柱形载体。
2、催化剂制备
将1L圆柱形载体与900mlPdCl2混合水溶液(其中含6克Pd)混合，110℃干燥8h，450℃空气气氛中焙烧4h得到催化剂。
经ICP分析，催化剂组成为：Pd，6g/L。
3、催化剂评价
在固定床反应器中装填30ml催化剂，经H2在240℃下还原4小时，含α，α-二甲基苄醇烃类物料中以重量百分比计含有15％的α，α-二甲基苄醇，85％的异丙苯。反应工艺条件为：反应温度为150℃，反应压力为2.3MPa，氢气与α，α-二甲基苄醇烃类物料的摩尔比为10，液体体积空速为4.0h-1。
为便于说明和比较，将催化剂的组成和催化剂评价结果列于表1。
【实施例2】
1、载体制备
将市售活性氢氧化铝干胶粉100重量份、丝光沸石分子筛原粉10重量份、1:1硝酸8重量份，柠檬酸2.1重量份，田菁粉5重量份和蒸馏水45重量份，混合均匀，挤出，110℃干燥10h，470℃空气气氛中焙烧5h，得到直径为1.3mm长为3mm的圆柱形载体。
2、催化剂制备
将1L圆柱形载体与900ml硝酸镧混合水溶液(其中含6克La)混合，110℃干燥8h，450℃空气气氛中焙烧5h得到催化剂。
经ICP分析，催化剂组成为：La，6g/L。
3、催化剂评价
在固定床反应器中装填30ml催化剂，经H2在240℃下还原4小时，含α，α-二甲基苄醇烃类物料中以重量百分比计含有15％的α，α-二甲基苄醇，85％的异丙苯。反应工艺条件为：反应温度为150℃，反应压力为2.3MPa，氢气与α，α-二甲基苄醇烃类物料的摩尔比为10，液体体积空速为4.0h-1。
为便于说明和比较，将催化剂的组成和催化剂评价结果列于表1。
【实施例3】
1、载体制备
将市售活性氢氧化铝干胶粉100重量份、丝光沸石分子筛原粉10重量份、1:1硝酸8重量份，柠檬酸2.1重量份，田菁粉5重量份和蒸馏水45重量份，混合均匀，挤出，110℃干燥10h，470℃空气气氛中焙烧5h，得到直径为1.3mm长为3mm的圆柱形载体。
2、催化剂制备
将1L圆柱形载体与900ml硝酸钐混合水溶液(其中含6克Sm)混合，110℃干燥8h，450℃空气气氛中焙烧5h得到催化剂前体。
经ICP分析，催化剂组成为：Sm，6g/L。
3、催化剂评价
在固定床反应器中装填30ml催化剂，经H2在240℃下还原4小时，含α，α-二甲基苄醇烃类物料中以重量百分比计含有15％的α，α-二甲基苄醇，85％的异丙苯。反应工艺条件为：反应温度为150℃，反应压力为2.3MPa，氢气与α，α-二甲基苄醇烃类物料的摩尔比为10，液体体积空速为4.0h-1。
为便于说明和比较，将催化剂的组成和催化剂评价结果列于表1。
【实施例4】
1、载体制备
将市售活性氢氧化铝干胶粉100重量份、丝光沸石分子筛原粉10重量份、1:1硝酸8重量份，柠檬酸2.1重量份，田菁粉5重量份和蒸馏水45重量份，混合均匀，挤出，110℃干燥10h，470℃空气气氛中焙烧5h，得到直径为1.3mm长为3mm的圆柱形载体。
2、催化剂制备
将1L圆柱形载体与900ml硝酸铋混合水溶液(其中含6克Pd)混合，110℃干燥8h，450℃空气气氛中焙烧5h得到催化剂前体。
经ICP分析，催化剂组成为：Bi，6g/L。
3、催化剂评价
在固定床反应器中装填30ml催化剂，经H2在240℃下还原4小时，含α，α-二甲基苄醇烃类物料中以重量百分比计含有15％的α，α-二甲基苄醇，85％的异丙苯。反应工艺条件为：反应温度为150℃，反应压力为2.3MPa，氢气与α，α-二甲基苄醇烃类物料的摩尔比为10，液体体积空速为4.0h-1。
为便于说明和比较，将催化剂的组成和催化剂评价结果列于表1。
【实施例5】
1、载体制备
将市售活性氢氧化铝干胶粉100重量份、丝光沸石分子筛原粉10重量份、1:1硝酸8重量份，柠檬酸2.1重量份，田菁粉5重量份和蒸馏水45重量份，混合均匀，挤出，110℃干燥10h，470℃空气气氛中焙烧5h，得到直径为1.3mm长为3mm的圆柱形载体。
2、催化剂制备
将1L圆柱形载体与900mlPdCl2混合水溶液(其中含3克Pd)混合，110℃干燥8h，450℃空气气氛中焙烧5h得到催化剂前体。
将催化剂前体与900ml硝酸镧水溶液(其中含3克La)混合，110℃干燥10h，490℃空气气氛中焙烧4h得到催化剂。
经ICP分析，催化剂组成为：Pd，3g/L；La，3g/L。
3、催化剂评价
在固定床反应器中装填30ml催化剂，经H2在240℃下还原4小时，含α，α-二甲基苄醇烃类物料中以重量百分比计含有15％的α，α-二甲基苄醇，85％的异丙苯。反应工艺条件为：反应温度为150℃，反应压力为2.3MPa，氢气与α，α-二甲基苄醇烃类物料的摩尔比为10，液体体积空速为4.0h-1。
为便于说明和比较，将催化剂的组成和催化剂评价结果列于表1。
【实施例6】
1、载体制备
将市售活性氢氧化铝干胶粉100重量份、丝光沸石分子筛原粉10重量份、1:1硝酸8重量份，柠檬酸2.1重量份，田菁粉5重量份和蒸馏水45重量份，混合均匀，挤出，110℃干燥10h，470℃空气气氛中焙烧5h，得到直径为1.3mm长为3mm的圆柱形载体。
2、催化剂制备
将1L圆柱形载体与900mlPdCl2混合水溶液(其中含3克Pd)混合，110℃干燥8h，450℃空气气氛中焙烧5h得到催化剂前体。
将催化剂前体与900ml硝酸钐水溶液(其中含3克Sm)混合，110℃干燥10h，490℃空气气氛中焙烧4h得到催化剂。
经ICP分析，催化剂组成为：Pd，3g/L；Sm，3g/L。
3、催化剂评价
在固定床反应器中装填30ml催化剂，经H2在240℃下还原4小时，含α，α-二甲基苄醇烃类物料中以重量百分比计含有15％的α，α-二甲基苄醇，85％的异丙苯。反应工艺条件为：反应温度为150℃，反应压力为2.3MPa，氢气与α，α-二甲基苄醇烃类物料的摩尔比为10，液体体积空速为4.0h-1。
为便于说明和比较，将催化剂的组成和催化剂评价结果列于表1。
【实施例7】
1、载体制备
将市售活性氢氧化铝干胶粉100重量份、丝光沸石分子筛原粉10重量份、1:1硝酸8重量份，柠檬酸2.1重量份，田菁粉5重量份和蒸馏水45重量份，混合均匀，挤出，110℃干燥10h，470℃空气气氛中焙烧5h，得到直径为1.3mm长为3mm的圆柱形载体。
2、催化剂制备
将1L圆柱形载体与900mlPdCl2混合水溶液(其中含3克Pd)混合，110℃干燥8h，450℃空气气氛中焙烧5h得到催化剂前体。
将催化剂前体与900ml硝酸铋水溶液(其中含3克Bi)混合，110℃干燥10h，490℃空气气氛中焙烧4h得到催化剂。
经ICP分析，催化剂组成为：Pd，3g/L；Bi，3g/L。
3、催化剂评价
在固定床反应器中装填30ml催化剂，经H2在240℃下还原4小时，含α，α-二甲基苄醇烃类物料中以重量百分比计含有15％的α，α-二甲基苄醇，85％的异丙苯。反应工艺条件为：反应温度为150℃，反应压力为2.3MPa，氢气与α，α-二甲基苄醇烃类物料的摩尔比为10，液体体积空速为4.0h-1。
为便于说明和比较，将催化剂的组成和催化剂评价结果列于表1。
【实施例8】
1、载体制备
将市售活性氢氧化铝干胶粉100重量份、丝光沸石分子筛原粉10重量份、1:1硝酸8重量份，柠檬酸2.1重量份，田菁粉5重量份和蒸馏水45重量份，混合均匀，挤出，110℃干燥10h，470℃空气气氛中焙烧5h，得到直径为1.3mm长为3mm的圆柱形载体。
2、催化剂制备
将1L圆柱形载体与900mlPdCl2混合水溶液(其中含3克Pd)混合，110℃干燥8h，450℃空气气氛中焙烧5h得到催化剂前体。
将催化剂前体与900ml硝酸镧和硝酸钐水溶液(其中含1.5克La和1.5克Sm)混合，110℃干燥10h，490℃空气气氛中焙烧4h得到催化剂。
经ICP分析，催化剂组成为：Pd，3g/L；La，1.5g/L；Sm，1.5g/L。
3、催化剂评价
在固定床反应器中装填30ml催化剂，经H2在240℃下还原4小时，含α，α-二甲基苄醇烃类物料中以重量百分比计含有15％的α，α-二甲基苄醇，85％的异丙苯。反应工艺条件为：反应温度为150℃，反应压力为2.3MPa，氢气与α，α-二甲基苄醇烃类物料的摩尔比为10，液体体积空速为4.0h-1。
为便于说明和比较，将催化剂的组成和催化剂评价结果列于表1。
【实施例9】
1、载体制备
将市售活性氢氧化铝干胶粉100重量份、丝光沸石分子筛原粉10重量份、1:1硝酸8重量份，柠檬酸2.1重量份，田菁粉5重量份和蒸馏水45重量份，混合均匀，挤出，110℃干燥10h，470℃空气气氛中焙烧5h，得到直径为1.3mm长为3mm的圆柱形载体。
2、催化剂制备
将1L圆柱形载体与900mlPdCl2混合水溶液(其中含3克Pd)混合，110℃干燥8h，450℃空气气氛中焙烧5h得到催化剂前体。
将催化剂前体与900ml硝酸镧和硝酸铋水溶液(其中含1.5克La和1.5克Bi)混合，110℃干燥10h，490℃空气气氛中焙烧4h得到催化剂。
经ICP分析，催化剂组成为：Pd，3g/L；La，1.5g/L；Bi，1.5g/L。
3、催化剂评价
在固定床反应器中装填30ml催化剂，经H2在240℃下还原4小时，含α，α-二甲基苄醇烃类物料中以重量百分比计含有15％的α，α-二甲基苄醇，85％的异丙苯。反应工艺条件为：反应温度为150℃，反应压力为2.3MPa，氢气与α，α-二甲基苄醇烃类物料的摩尔比为10，液体体积空速为4.0h-1。
为便于说明和比较，将催化剂的组成和催化剂评价结果列于表1。
【实施例10】
1、载体制备
将市售活性氢氧化铝干胶粉100重量份、丝光沸石分子筛原粉10重量份、1:1硝酸8重量份，柠檬酸2.1重量份，田菁粉5重量份和蒸馏水45重量份，混合均匀，挤出，110℃干燥10h，470℃空气气氛中焙烧5h，得到直径为1.3mm长为3mm的圆柱形载体。
2、催化剂制备
将1L圆柱形载体与900mlPdCl2混合水溶液(其中含3克Pd)混合，110℃干燥8h，450℃空气气氛中焙烧5h得到催化剂前体。
将催化剂前体与900ml硝酸钐和硝酸铋水溶液(其中含1.5克Sm和1.5克Bi)混合，110℃干燥10h，490℃空气气氛中焙烧4h得到催化剂。
经ICP分析，催化剂组成为：Pd，3g/L；Sm，1.5g/L；Bi，1.5g/L。
3、催化剂评价
在固定床反应器中装填30ml催化剂，经H2在240℃下还原4小时，含α，α-二甲基苄醇烃类物料中以重量百分比计含有15％的α，α-二甲基苄醇，85％的异丙苯。反应工艺条件为：反应温度为150℃，反应压力为2.3MPa，氢气与α，α-二甲基苄醇烃类物料的摩尔比为10，液体体积空速为4.0h-1。
为便于说明和比较，将催化剂的组成和催化剂评价结果列于表1。
【实施例11】
1、载体制备
将市售活性氢氧化铝干胶粉100重量份、丝光沸石分子筛原粉10重量份、1:1硝酸8重量份，柠檬酸2.1重量份，田菁粉5重量份和蒸馏水45重量份，混合均匀，挤出，110℃干燥10h，470℃空气气氛中焙烧5h，得到直径为1.3mm长为3mm的圆柱形载体。
2、催化剂制备
将1L圆柱形载体与900mlPdCl2混合水溶液(其中含3克Pd)混合，110℃干燥8h，450℃空气气氛中焙烧5h得到催化剂前体。
将催化剂前体与900ml硝酸镧、硝酸钐和硝酸铋水溶液(其中含1克La、1克Sm和1克Bi)混合，110℃干燥10h，490℃空气气氛中焙烧4h得到催化剂。
经ICP分析，催化剂组成为：Pd，3g/L；La，1g/L；Sm，1g/L；Bi，1g/L。
3、催化剂评价
在固定床反应器中装填30ml催化剂，经H2在240℃下还原4小时，含α，α-二甲基苄醇烃类物料中以重量百分比计含有15％的α，α-二甲基苄醇，85％的异丙苯。反应工艺条件为：反应温度为150℃，反应压力为2.3MPa，氢气与α，α-二甲基苄醇烃类物料的摩尔比为10，液体体积空速为4.0h-1。
为便于说明和比较，将催化剂的组成和催化剂评价结果列于表1。
表1催化剂的组成和催化剂评价结果

Claims (27)

1.一种催化剂在α，α-二甲基苄醇氢解制备异丙苯中的应用，所述催化剂包括活性组分、助剂和载体；所述活性组分选自Pd，助剂为La、Sm和Bi中的至少两种。
2.根据权利要求1所述的应用，其特征是，当所述助剂包括La与Sm时，La与Sm的重量比为0.3～8。
3.根据权利要求1所述的应用，其特征是，所述催化剂中活性组分含量为0.3～8g/L。
4.根据权利要求1所述的应用，其特征是，所述催化剂中助剂的含量为0.5～5g/L。
5.根据权利要求1所述的应用，其特征是所述载体包括氧化铝和丝光沸石中的至少一种。
6.根据权利要求5所述的应用，其特征是氧化铝与丝光沸石的重量比为(80～95):(5～20)。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的应用，其特征在于，当所述助剂包括La与Sm时，La与Sm的重量比为0.3～8；所述催化剂的制备方法包括步骤：
(1)将所述载体与活性组分溶液混合；
(2)干燥；
(3)焙烧；
(4)与助剂溶液混合；
(5)干燥；
(6)焙烧。
8.根据权利要求7所述的应用，所述催化剂中活性组分含量为0.3～8g/L。
9.根据权利要求7所述的应用，所述催化剂中助剂的含量为0.5～5g/L。
10.根据权利要求7所述的应用，所述载体包括氧化铝和丝光沸石，氧化铝与丝光沸石的重量比为(80～95):(5～20)。
11.根据权利要求7所述的应用，步骤(2)和步骤(5)干燥温度选自60～130℃。
12.根据权利要求7所述的应用，步骤(2)和步骤(5)干燥时间至少为6个小时。
13.根据权利要求7所述的应用，步骤(3)和步骤(6)焙烧温度选自300～600℃。
14.根据权利要求13所述的应用，步骤(3)和步骤(6)焙烧温度选自350～550℃。
15.根据权利要求7所述的应用，步骤(3)和步骤(6)焙烧时间选自3～8小时；焙烧的气氛为空气。
16.异丙苯的合成方法，包括以α，α-二甲基苄醇的烃溶液与氢气为原料，与权利要求1～15中任一项所述催化剂接触反应，得到异丙苯。
17.根据权利要求16所述的合成方法，以重量计，α，α-二甲基苄醇的烃溶液中α，α-二甲基苄醇的浓度为8～48％。
18.根据权利要求16所述的合成方法，α，α-二甲基苄醇的烃溶液中的烃为烷烃、芳烃、烷基取代的芳烃；其中，对于烷基取代的芳烃，烷基的碳数为C1～C4的烷基。
19.根据权利要求16所述的合成方法，α，α-二甲基苄醇的烃溶液中，以含异丙苯的烃为溶剂。
20.根据权利要求16所述的合成方法，反应的温度为120～230℃。
21.根据权利要求20所述的合成方法，反应的温度为140～200℃。
22.根据权利要求16所述的合成方法，α，α-二甲基苄醇的烃溶液的体积空速为1～7h-1。
23.根据权利要求22所述的合成方法，α，α-二甲基苄醇的烃溶液的体积空速为2～6h-1。
24.根据权利要求16所述的合成方法，反应压力为1～8MPa。
25.根据权利要求24所述的合成方法，反应压力为1～6MPa。
26.根据权利要求16所述的合成方法，氢气与α，α-二甲基苄醇的烃溶液的摩尔比为5～18。
27.根据权利要求26所述的合成方法，氢气与α，α-二甲基苄醇的烃溶液的摩尔比为7～15。
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