CN114042455B - 一种羰基选择性加氢催化剂及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种羰基选择性加氢催化剂及其制备方法和应用，该催化剂以Ni/Al2O3为基础，通过Co、Cu、Zn等辅助成分的加入提高催化剂的活性；碱性金属的加入抑制加氢脱氧，显著提高反应选择性；加入含硅物质如碳化硅等及时移走反应热，避免局部升温过高导致的催化剂失活，大大提高了催化剂的稳定性，以廉价金属作为主要活性组分，和传统的贵金属催化剂相比，催化剂成本显著下降。该催化剂可在无溶剂下进行高效反应，避免了反应过程中溶剂的引入，降低了生产及分离成本。采用本发明方法公开的催化剂在固定床反应器中，无溶剂催化4‑异丁基苯乙酮的选择性加氢反应，催化剂表现出高活性、高选择性及长时间的稳定性。
Description
技术领域
本发明属于催化剂技术领域，具体涉及一种用于羰基选择性加氢的催化剂及其制备方法和应用。
背景技术
布洛芬是一种重要的非甾体抗炎药，具有解热镇痛、消炎等作用。多年的医学研究证明，其消炎镇痛、解热的作用比阿司匹林高16～32倍，与一般的消炎镇痛药相比，其疗效好而副作用低，对肝、肾、胃肠道及造血系统等均无明显副作用。
布洛芬目前主要有两种合成工艺：(1)Boots法(CN1082022A)，该工艺是布洛芬的经典合成工艺，从原料到产物需经过六步反应，每步反应的底物只有一部分转化为产物，其原子利用率仅为40.03％，原子利用率较低，生产成本较高，同时该工艺还存在能耗大、污染多等缺点。(2)BHC法(US028514)，该工艺合成简单，从原料到最终产物仅需三步反应，原子利用率高，达到77.44％，是一个典型的原子经济性反应，相比Boots法，可减少37％的废物产生，若对副产物乙酸进行回收，该工艺的原子利用率可高达99％，因此具有环境污染少、能耗低、收率高等优点，是合成布洛芬的理想工艺。
4-异丁基苯乙酮(IBAP)加氢还原制备4-异丁基苯乙醇(IBPE)是BHC法合成布洛芬的关键步骤，相比于采用如NaBH4等化学试剂还原，在催化剂存在下，以H2为还原剂具有成本更低，且可以采用连续工艺生产等优点，其反应方程式如下：
但是目前4-异丁基苯乙酮加氢反应所用的催化剂存在如下几个主要问题。其一，催化剂多以贵金属为活性组分，催化剂成本高；其二，反应活性低、目标产物选择性不高以及空速低，限制了工业化生产；其三，由于反应放热量大，导致催化剂易因局部升温过高而导致催化剂失活，稳定性差；其四，反应在以甲醇或乙醇等醇类溶剂下进行，环境友好性差且生产及分离成本高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是现有技术的羰基选择性加氢反应催化剂成本高、活性不佳、选择性低、在连续固定床加氢反应中受诸如反应温度、空速、溶剂等操作条件影响较大，存在难以保证加氢产物质量等问题。
本发明针对以上问题，分别提出了相应的解决方案。第一，采用廉价金属作为催化剂的主要活性组分，有效降低了催化剂的成本；第二，通过在催化剂中加入Co、Cu、Zn、Re等活性组分，提高了反应活性，通过在催化剂中加入碱性金属提高了目标产物的选择性，进而提高了反应空速。
本发明的技术方案如下：
一种羰基选择性加氢催化剂，包括载体、活性组分和助剂，所述载体中包含Al2O3；
所述活性组分为Co、Cu、Zn、Re中的至少一种和Ni的组合；
所述助剂选自碱性金属，所述碱性金属为IA族或IIA族元素中的一种或几种。
该催化剂以廉价金属作为主要活性组分，降低了催化剂的成本；以Ni/Al2O3为基础，通过Co、Cu、Zn及Re的加入提高催化剂的活性；碱性金属的加入抑制加氢脱氧，显著提高反应选择性。
作为优选，所述的载体由Al2O3和含硅物质组成；
所述的含硅物质进一步优选为SiC和SiO2中的一种或者两种，此时，通过加入含硅物质如碳化硅等及时移走反应热，避免局部升温过高导致的催化剂失活，大大提高了催化剂的稳定性。
作为优选，所述的助剂为Na、K、Mg或Cs，采用这些助剂，有利于选择性的提高。
作为优选，所述催化剂中，所述活性组分的质量百分数为10～70％，所述助剂的质量百分数为1～50％，所述载体的质量百分数为20～89％。
作为优选，所述的活性组分至少包含Ni、Co两种组分，载体中同时添加有惰性组分，而Cu、Zn、Re为可选组分，此时的羰基选择性加氢催化剂的转化率和选择性获得了较大的提升，在一定的条件下催化加氢反应的转化率可达到98％以上，同时选择性可达到80％以上。
作为进一步的优选，所述的活性组分至少含有Ni、Co、Cu、Zn四种组分；
Ni、Co、Cu、Zn的质量比为1:0.2～0.3:0.4～0.6:0.4～0.6，此时的羰基选择性加氢催化剂的转化率和选择性可进一步获得提升，在一定的条件下催化加氢反应的转化率可达到98％以上，同时选择性可达到90％以上。
作为最优选，所述的活性组分含有Ni、Co、Cu、Zn、Re五种组分；
Ni、Co、Cu、Zn、Re的质量比为1:0.2～0.3:0.4～0.6:0.4～0.6:0.02～0.03，在其他活性组分的基础上，进一步加入少量Re，在保证转化率的基础上进一步提升了选择性，在一定的条件下催化加氢反应的转化率可达到99％以上，同时选择性可达到95％以上。
本发明还公开的所述的羰基选择性加氢催化剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)将活性组分和载体的前驱体配制成混合盐溶液，将碱性物质配置成碱液。
(2)将混合盐溶液与碱液在室温下进行反应，所得溶液的pH值控制在8～12,并在40～80℃下保温2～24h；
(3)采用抽滤法将步骤(2)中的溶液进行过滤，并将得到的滤饼采用蒸馏水或去离子水或纯化水反复清洗至中性，然后干燥焙烧得催化剂粉末；
(4)采用浸渍法将催化剂助剂的前驱体浸渍到步骤(3)中的催化剂粉末中，并静置5～48h，然后干燥焙烧后即得粉末状的催化剂；
(5)采用压片法或挤条法将粉末状的催化剂成型；
(6)将过筛后的催化剂在固定床反应器或管式炉中进行还原，即得羰基选择性加氢催化剂。
进一步地，所述的碱性物质为Na2CO3、NaHCO3、NaOH中的一种或几种。
进一步地，所述的活性组分、催化剂助剂和载体的前驱体为对应的硝酸盐、盐酸盐、硫酸盐、乙酸盐中的一种或几种，硅的前驱体采用硅酸四乙酯，碳化硅为商业碳化硅。
进一步地，所述的混合盐溶液和碱液采用蒸馏水或去离子水或纯化水进行配制。
进一步地，所述的干燥在烘箱中进行，烘箱设定温度为60～120℃，干燥时间为5～24h，优选的，设定温度为80～100℃，干燥时间为8～12h。
进一步地，所述的焙烧在马弗炉中进行，焙烧温度为400～700℃，升温速率为1～20℃/min，焙烧时间为1～10h，优选的，焙烧温度为450～600℃，升温速率为5～10℃/min，焙烧时间为3～6h。
进一步地，所述的浸渍法采用等体积浸渍法，浸渍溶液采用蒸馏水或去离子水或纯化水进行配制。
进一步地，所述的催化剂还原采用H2做还原剂，H2流量为20～200mL/min，还原温度为200～600℃，升温速率为1～20℃/min，还原时间为1～48h，还原压力为0.1～1MPa，优选的，H2流量为40～100mL/min，还原温度为250～400℃，升温速率为5～10℃/min，还原时间为4～24h，还原压力为0.3～0.6MPa。
本发明还提供了所述的催化剂应用于抗生素布洛芬关键中间体4-异丁基苯乙酮的选择性加氢反应，具体方案如下：
一种4-异丁基苯乙醇的制备方法，包括：在上述的羰基选择性加氢催化剂的作用下，4-异丁基苯乙酮与氢气进行选择性还原反应，得到所述的4-异丁基苯乙醇。
进一步地，所述的选择性还原反应的温度为30～150℃，反应压力为0.1～5MPa；
所述的加氢反应器型式为固定床反应器，4-异丁基苯乙酮的液时空速为0.05～2h-1。
本发明的催化剂可以适应多种反应条件，进一步地，所述的4-异丁基苯乙酮选择性加氢反应在无溶剂或以甲醇、乙醇等醇类溶剂条件下进行。
作为优选，所述的反应在无溶剂条件下进行，此时可以避免反应过程中溶剂的引入，降低了生产及分离成本。
作为更进一步的优选，所述的选择性还原反应的温度为80～100℃，压力为0.5～1MPa；
4-异丁基苯乙酮的液时空速为0.2～0.6h-1；
所述的羰基选择性加氢催化剂中，活性组分含有Ni、Co、Cu、Zn、Re五种组分；作为最优选，所述的催化剂为19.5Ni5Co10Cu10Zn0.5Re-5Cs/40Al2O3-10SiO2催化剂，反应可以达到99％左右的转化率，98％左右的选择性。
同现有技术相比，本发明的有益效果体现在：
(1)本发明的羰基选择性加氢催化剂，采用廉价金属作为催化剂的主要活性组分，有效降低了催化剂的成本。
(2)本发明的羰基选择性加氢催化剂，在催化抗生素布洛芬关键中间体4-异丁基苯乙酮的选择性加氢反应中，表现出高活性、高选择性及长时间的稳定性。
(3)本发明公开的一种用于羰基选择性加氢的催化剂，在4-异丁基苯乙酮的选择性加氢反应中能在无溶剂条件下进行，且由于产物中目标产品含量＞99％，省去了后续的分离过程，能直接进入下一反应工段，明显降低了该反应的生产及分离成本。
附图说明
图1为实施例7催化剂用于4-异丁基苯乙酮加氢反应的稳定性评价结果。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明进一步说明，但本发明的应用和保护范围不仅限于下述实施例。
本发明中，加氢反应的转化率和选择性都通过气相色谱进行检测，选择性以4-异丁基苯乙醇进行计算。
实施例1
分别称取24.77g Ni(NO3)2·6H2O，36.79g Al(NO3)3·9H2O于400mL烧杯A中，称取13.20g NaOH，20.79g Na2CO3于400mL烧杯B中，各加入200mL蒸馏水搅拌溶解后，在室温及搅拌下同时滴加到1L的四口烧瓶中，滴加速度约为1滴/s，滴加过程中控制烧瓶中的pH值为10.0±0.5，滴加完毕后升温至60℃并保温5h，然后采用抽滤法将沉淀物与母液分离，并用去离子水洗涤至中性，将滤饼于110℃干燥12h，然后放于马弗炉中在空气气氛下500℃焙烧5h，将焙烧后的样品压片并过筛至15-30目，最后，成型后的样品放于管式炉中用H2在0.1MPa条件下，H2流量为50mL/min，升温速率为10℃/min，500℃还原4h，即得50Ni/50Al2O3催化剂。
取30g催化剂装入固定床反应器中，通入300mL/min H2，升压至0.5MPa，分别升温至反应温度(60℃，70℃，80℃，90℃，100℃)，用计量泵将4-异丁基苯乙酮以流量为0.3g/min的速度和H2并流引入到固定床反应器上端，待反应稳定后，从固定床下端取样分析，结果见表1。
取30g催化剂装入固定床反应器中，通入300mL/min H2，升压至0.5MPa，升温至80℃，用计量泵分别将4-异丁基苯乙酮(流量为：0.1g/min，0.2g/min，0.3g/min，0.4g/min，0.5g/min)和H2并流引入到固定床反应器上端，待反应稳定后，从固定床下端取样分析，结果见表2。
取30g催化剂装入固定床反应器中，通入300mL/min H2，升压至0.5MPa，升温至80℃，用计量泵将4-异丁基苯乙酮(流量为0.3g/min)、甲醇或乙醇(流量为0.3g/min)和H2并流引入到固定床反应器上端，待反应稳定后，从固定床下端取样分析，结果见表3。
催化剂空速采用4-异丁基苯乙酮进行计算，以0.3g/min的进料为例，空速为：(0.3÷30)×60h-1＝0.6h-1。
实施例2
分别称取19.08g Ni(CH3COO)2·4H2O，36.79g Al(NO3)3·9H2O于400mL烧杯A中，称取14.15g NaOH，20.79g Na2CO3于400mL烧杯B中，各加入200mL蒸馏水搅拌溶解后，在室温及搅拌下同时滴加到1L的四口烧瓶中，滴加速度约为1滴/s，滴加过程中控制烧瓶中的pH值为10.0±0.5，滴加完毕后升温至60℃并保温5h，然后采用抽滤法将沉淀物与母液分离，并用去离子水洗涤至中性，将滤饼于110℃干燥12h，然后放于马弗炉中在空气气氛下500℃焙烧5h得固体粉末。称量1.85g NaNO3用10mL蒸馏水溶解后，将上述固体粉末加入其中，搅拌均匀，静置24h后，依次于干燥箱中110℃干燥12h、马弗炉中500℃焙烧5h，之后将焙烧后的样品压片并过筛至15-30目，最后，成型后的样品放于管式炉中H2压力0.1MPa条件下，H2流量为50mL/min，升温速率为10℃/min，在500℃还原4h，即得45Ni-5Na/50Al2O3催化剂。
4-异丁基苯乙酮固定床加氢评价条件与实施例1相同，结果见表1和表2。此外，无溶剂换成甲醇或乙醇(流量与4-异丁基苯乙酮相同)，反应温度80℃、空速0.6h-1条件进行反应，结果见表3。
实施例3
分别称取12.72g Ni(CH3COO)2·4H2O，7.41g Co(NO3)2·6H2O，36.79g Al(NO3)3·9H2O于400mL烧杯A中，称取14.06g NaOH，20.79g Na2CO3于400mL烧杯B中，各加入200mL蒸馏水搅拌溶解后，在室温及搅拌下同时滴加到1L的四口烧瓶中，滴加速度约为1滴/s，滴加过程中控制烧瓶中的pH值为10.0±0.5，滴加完毕后升温至60℃并保温5h，然后采用抽滤法将沉淀物与母液分离，并用去离子水洗涤至中性，将滤饼于110℃干燥12h，然后放于马弗炉中在空气气氛下500℃焙烧5h得固体粉末。称量5.28g Mg(NO3)2·6H2O用10mL蒸馏水溶解后，将上述固体粉末加入其中，搅拌均匀，静置24h后，依次于干燥箱中110℃干燥12h、马弗炉中500℃焙烧5h，之后将焙烧后的样品压片并过筛至15-30目，最后，成型后的样品放于管式炉中H2压力0.1MPa条件下，H2流量为50mL/min，升温速率为10℃/min，在500℃还原4h，即得30Ni15Co-5Mg/50Al2O3催化剂。
4-异丁基苯乙酮固定床加氢评价条件与实施例1相同，结果见表1和表2。此外，无溶剂换成甲醇或乙醇(流量与4-异丁基苯乙酮相同)，反应温度80℃、空速0.6h-1条件进行反应，结果见表3。
实施例4
分别称取14.86g Ni(NO3)2·6H2O，7.41g Co(NO3)2·6H2O，29.43g Al(NO3)3·9H2O，3.47g Si(C2H5O)4于400mL烧杯A中，称取13.84g NaOH，16.63g Na2CO3于400mL烧杯B中，各加入200mL蒸馏水搅拌溶解后，在室温及搅拌下同时滴加到1L的四口烧瓶中，滴加速度约为1滴/s，滴加过程中控制烧瓶中的pH值为10.0±0.5，滴加完毕后升温至60℃并保温5h，然后采用抽滤法将沉淀物与母液分离，并用去离子水洗涤至中性，将滤饼于110℃干燥12h，然后放于马弗炉中在空气气氛下500℃焙烧5h得固体粉末，称量5.28g Mg(NO3)2·6H2O用10mL蒸馏水溶解后，将上述固体粉末加入其中，搅拌均匀，静置24h后，依次于干燥箱中110℃干燥12h、马弗炉中500℃焙烧5h，之后将焙烧后的样品压片并过筛至15-30目，最后，成型后的样品放于管式炉中H2压力0.1MPa条件下，H2流量为50mL/min，升温速率为10℃/min，在500℃还原4h，即得30Ni15Co-5Mg/40Al2O3-10SiO2催化剂。
4-异丁基苯乙酮固定床加氢评价条件与实施例1相同，结果见表1和表2。此外，无溶剂换成甲醇或乙醇(流量与4-异丁基苯乙酮相同)，反应温度80℃、空速0.6h-1条件进行反应，结果见表3。
实施例5
分别称取9.91g Ni(NO3)2·6H2O，4.94g Co(NO3)2·6H2O，2.95g Cu(NO3)2·3H2O，29.43g Al(NO3)3·9H2O，3.47g Si(C2H5O)4于400mL烧杯A中，称取12.20g NaOH，16.63gNa2CO3于400mL烧杯B中，各加入200mL蒸馏水搅拌溶解后，在室温及搅拌下同时滴加到1L的四口烧瓶中，滴加速度约为1滴/s，滴加过程中控制烧瓶中的pH值为10.0±0.5，滴加完毕后升温至60℃并保温5h，然后采用抽滤法将沉淀物与母液分离，并用去离子水洗涤至中性，将滤饼于110℃干燥12h，然后放于马弗炉中在空气气氛下500℃焙烧5h得固体粉末。称量1.47g CsNO3用10mL蒸馏水溶解后，将上述固体粉末加入其中，搅拌均匀，静置24h后，依次于干燥箱中110℃干燥12h、马弗炉中500℃焙烧5h，之后将焙烧后的样品压片并过筛至15-30目，最后，成型后的样品放于管式炉中H2压力0.1MPa条件下，H2流量为50mL/min，升温速率为10℃/min，在500℃还原4h，即得20Ni10Co10Cu-10Cs/40Al2O3-10SiO2催化剂。
4-异丁基苯乙酮固定床加氢评价条件与实施例1相同，结果见表1和表2。此外，无溶剂换成甲醇或乙醇(流量与4-异丁基苯乙酮相同)，反应温度80℃、空速0.6h-1条件进行反应，结果见表3。
实施例6
分别称取8.48g Ni(CH3COO)2·4H2O，2.47g Co(NO3)2·6H2O，2.68g CuCl2·2H2O，4.55g Zn(NO3)2·6H2O，29.43g Al(NO3)3·9H2O，3.47g Si(C2H5O)4于400mL烧杯A中，称取13.30g NaOH，16.63gNa2CO3于400mL烧杯B中，各加入200mL蒸馏水搅拌溶解后，在室温及搅拌下同时滴加到1L的四口烧瓶中，滴加速度约为1滴/s，滴加过程中控制烧瓶中的pH值为10.0±0.5，滴加完毕后升温至60℃并保温5h，然后采用抽滤法将沉淀物与母液分离，并用去离子水洗涤至中性，将滤饼于110℃干燥12h，然后放于马弗炉中在空气气氛下500℃焙烧5h得固体粉末。称量0.73g CsNO3用10mL蒸馏水溶解后，将上述固体粉末加入其中，搅拌均匀，静置24h后，依次于干燥箱中110℃干燥12h、马弗炉中500℃焙烧5h，之后将焙烧后的样品压片并过筛至15-30目，最后，成型后的样品放于管式炉中H2压力0.1MPa条件下，H2流量为50mL/min，升温速率为10℃/min，在500℃还原4h，即得20Ni5Co10Cu10Zn-5Cs/40Al2O3-10SiO2催化剂。
4-异丁基苯乙酮固定床加氢评价条件与实施例1相同，结果见表1和表2。此外，无溶剂换成甲醇或乙醇(流量与4-异丁基苯乙酮相同)，反应温度80℃、空速0.6h-1条件进行反应，结果见表3。
实施例7
分别称取8.27g Ni(CH3COO)2·4H2O，2.47g Co(NO3)2·6H2O，2.68g CuCl2·2H2O，4.55g Zn(NO3)2·6H2O，0.10g ReCl5，29.43g Al(NO3)3·9H2O，3.47g Si(C2H5O)4于400mL烧杯A中，称取12.38g NaOH，16.63gNa2CO3于400mL烧杯B中，各加入200mL蒸馏水搅拌溶解后，在室温及搅拌下同时滴加到1L的四口烧瓶中，滴加速度约为1滴/s，滴加过程中控制烧瓶中的pH值为10.0±0.5，滴加完毕后升温至60℃并保温5h，然后采用抽滤法将沉淀物与母液分离，并用去离子水洗涤至中性，将滤饼于110℃干燥12h，然后放于马弗炉中在空气气氛下500℃焙烧5h得固体粉末。称量0.73g CsNO3用10mL蒸馏水溶解后，将上述固体粉末加入其中，搅拌均匀，静置24h后，依次于干燥箱中110℃干燥12h、马弗炉中500℃焙烧5h，之后将焙烧后的样品压片并过筛至15-30目，最后，成型后的样品放于管式炉中H2压力0.1MPa条件下，H2流量为50mL/min，升温速率为10℃/min，在500℃还原4h，即得19.5Ni5Co10Cu10Zn0.5Re-5Cs/40Al2O3-10SiO2催化剂。
4-异丁基苯乙酮固定床加氢评价条件与实施例1相同，结果见表1和表2。此外，无溶剂换成甲醇或乙醇(流量与4-异丁基苯乙酮相同)，反应温度80℃、空速0.6h-1条件进行反应，结果见表3。
另外在80℃的反应温度、0.6h-1的空速、0.5MPa氢气压力下及无溶剂条件下进行了50天的稳定性评价，其评价结果见图1。
表1反应温度对4-异丁基苯乙酮加氢反应的影响(空速0.6h-1、无溶剂)
表2空速对4-异丁基苯乙酮加氢反应的影响(反应温度80℃、无溶剂)
表3溶剂对4-异丁基苯乙酮加氢反应的影响(反应温度80℃、空速0.6h-1)
Claims (11)
1.一种4-异丁基苯乙醇的制备方法，其特征在于，包括：在羰基选择性加氢催化剂的作用下，4-异丁基苯乙酮与氢气进行选择性还原反应，得到所述的4-异丁基苯乙醇；
所述的选择性还原反应的温度为30~150 ℃，压力为0.1~5 MPa；
所述的选择性还原反应在固定床反应器中进行，4-异丁基苯乙酮的液时空速为0.05~2h-1；
所述的羰基选择性加氢催化剂包括载体、活性组分和助剂，所述载体包含Al2O3；
所述活性组分为Co、Cu、Zn、Re中的至少一种和Ni的组合，并且所述的活性组分至少含有Ni、Co、Cu、Zn四种组分；
Ni、Co、Cu、Zn的质量比为1:（0.2~0.3）:（0.4~0.6）:（0.4~0.6）；
所述助剂选自碱性金属，所述碱性金属为IA族或IIA族元素中的一种或几种；
所述催化剂中，所述活性组分的质量百分数为10~70%，所述助剂的质量百分数为1~50%，所述载体的质量百分数为20~89%；
所述的羰基选择性加氢催化剂的制备方法包括以下步骤：
（1）将活性组分和载体的前驱体配制成混合盐溶液，将碱性物质配制成碱液；
（2）将混合盐溶液与碱液进行反应，所得反应溶液的pH值控制在8~12，并在40~80 ℃下保温2~24 h；
（3）对步骤（2）中的反应溶液进行过滤，并将得到的滤饼水洗至中性，然后干燥和焙烧得固体粉末；
（4）采用浸渍法将助剂的前驱体浸渍到步骤（3）中的固体粉末中，并静置5~48 h，然后干燥、焙烧和成型得到催化剂前体；
（5）将成型后的催化剂前体进行还原，得到所述羰基选择性加氢催化剂。
2.根据权利要求1所述的4-异丁基苯乙醇的制备方法，其特征在于，所述的助剂为Na、K、Mg或Cs。
3.根据权利要求1或2所述的4-异丁基苯乙醇的制备方法，其特征在于，所述的载体由Al2O3和含硅物质组成；
所述的含硅物质为SiC和SiO2中的一种或者两种。
4.根据权利要求3所述的4-异丁基苯乙醇的制备方法，其特征在于，所述的活性组分含有Ni、Co、Cu、Zn、Re五种组分；
Ni、Co、Cu、Zn、Re的质量比为1:（0.2~0.3）: （0.4~0.6）: （0.4~0.6）: （0.02~0.03）。
5.根据权利要求3所述的4-异丁基苯乙醇的制备方法，其特征在于，所述的活性组分和助剂的前驱体为对应金属元素的硝酸盐、盐酸盐、硫酸盐、乙酸盐中的一种或几种；
所述载体中Al2O3的前驱体为Al的硝酸盐、盐酸盐、硫酸盐、乙酸盐中的一种或几种；
所述SiO2的前驱体为硅酸四乙酯。
6.根据权利要求1所述的4-异丁基苯乙醇的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述的碱性物质为Na2CO3、NaHCO3、NaOH中的一种或几种。
7.根据权利要求1所述的4-异丁基苯乙醇的制备方法，其特征在于，步骤（3）和步骤（4）中，所述的干燥在烘箱中进行，烘箱的温度为60~120 ℃，干燥时间为5~24 h。
8.根据权利要求1所述的4-异丁基苯乙醇的制备方法，其特征在于，步骤（3）和步骤（4）中，所述的焙烧在马弗炉中进行，焙烧温度为400~700 ℃，升温速率为1~20 ℃/min，焙烧时间为1~10 h。
9.根据权利要求1所述的4-异丁基苯乙醇的制备方法，其特征在于，步骤（5）中，所述还原采用H2作为还原剂，H2流量为20~200 mL/min，还原温度为200~600 ℃，升温速率为1~20℃/min，还原时间为1~48 h，还原压力为0.1~1 MPa。
10.根据权利要求1所述的4-异丁基苯乙醇的制备方法，其特征在于，所述的选择性还原反应的温度为80~100 ℃，压力为0.5~1 MPa；
4-异丁基苯乙酮的液时空速为0.2-0.6 h-1；
所述的羰基选择性加氢催化剂中活性组分含有Ni、Co、Cu、Zn、Re五种组分。
11.根据权利要求1所述的4-异丁基苯乙醇的制备方法，其特征在于，所述的选择性还原反应在无溶剂或C1~C4烷基醇类溶剂中进行。
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Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4929773A (en) * | 1988-09-07 | 1990-05-29 | Hoechst Celanese Corporation | Method of producing 1-(4'-isobutylphenyl)ethanol |
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Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4929773A (en) * | 1988-09-07 | 1990-05-29 | Hoechst Celanese Corporation | Method of producing 1-(4'-isobutylphenyl)ethanol |
| EP0373362A1 (en) * | 1988-12-13 | 1990-06-20 | Nippon Petrochemicals Company, Limited | Method for preparing p-isobutylstyrene |
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