RU2666893C1 - Способ получения изопропилового спирта из ацетона - Google Patents
Способ получения изопропилового спирта из ацетона Download PDFInfo
- Publication number
- RU2666893C1 RU2666893C1 RU2018112443A RU2018112443A RU2666893C1 RU 2666893 C1 RU2666893 C1 RU 2666893C1 RU 2018112443 A RU2018112443 A RU 2018112443A RU 2018112443 A RU2018112443 A RU 2018112443A RU 2666893 C1 RU2666893 C1 RU 2666893C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- hydrogen
- acetone
- catalyst
- temperature
- hydrogenation
- Prior art date
Links
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 84
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 30
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title 1
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 74
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims abstract description 68
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 68
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 49
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 41
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 30
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims abstract description 25
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 22
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 20
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 15
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 15
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 15
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 239000000741 silica gel Substances 0.000 claims abstract description 13
- 229910002027 silica gel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 claims abstract description 10
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 claims abstract description 6
- 238000005984 hydrogenation reaction Methods 0.000 claims description 26
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 21
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 4
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims description 3
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims description 3
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 claims description 3
- 239000008187 granular material Substances 0.000 claims description 2
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 claims description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 12
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 4
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 abstract description 4
- 239000000654 additive Substances 0.000 abstract description 3
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 abstract description 2
- 239000011324 bead Substances 0.000 abstract description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 abstract description 2
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 abstract 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 abstract 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 16
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 9
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 7
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910002090 carbon oxide Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 4
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 150000001299 aldehydes Chemical class 0.000 description 3
- XTVVROIMIGLXTD-UHFFFAOYSA-N copper(II) nitrate Chemical compound [Cu+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O XTVVROIMIGLXTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 3
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 3
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910018487 Ni—Cr Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 2
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 2
- VNNRSPGTAMTISX-UHFFFAOYSA-N chromium nickel Chemical compound [Cr].[Ni] VNNRSPGTAMTISX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 2
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 2
- 239000002912 waste gas Substances 0.000 description 2
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 2
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N Alumina Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004438 BET method Methods 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012691 Cu precursor Substances 0.000 description 1
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 description 1
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GXDVEXJTVGRLNW-UHFFFAOYSA-N [Cr].[Cu] Chemical compound [Cr].[Cu] GXDVEXJTVGRLNW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007605 air drying Methods 0.000 description 1
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 1
- -1 aliphatic alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 1
- 150000001728 carbonyl compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000006315 carbonylation Effects 0.000 description 1
- 238000005810 carbonylation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 238000009903 catalytic hydrogenation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000002638 heterogeneous catalyst Substances 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- TVMXDCGIABBOFY-UHFFFAOYSA-N octane Chemical compound CCCCCCCC TVMXDCGIABBOFY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 238000012552 review Methods 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C29/00—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring
- C07C29/132—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by reduction of an oxygen containing functional group
- C07C29/136—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by reduction of an oxygen containing functional group of >C=O containing groups, e.g. —COOH
- C07C29/143—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by reduction of an oxygen containing functional group of >C=O containing groups, e.g. —COOH of ketones
- C07C29/145—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by reduction of an oxygen containing functional group of >C=O containing groups, e.g. —COOH of ketones with hydrogen or hydrogen-containing gases
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
Настоящее изобретение относится к способу получения изопропилового спирта, который широко используется в качестве октаноповышающей добавки к бензинам, противообледенительной жидкости, растворителя при получении поверхностно-активных веществ. Способ заключается в гидрировании ацетона водородсодержащим газом, содержащим, об. %: водород 40-50, азот 5-20, метан 27-45, диоксид углерода 5-7 и монооксид углерода 2-6 в жидкой фазе, при использовании в качестве катализатора меди в количестве 10-30 масс. %, нанесенной на носитель в виде гранул силикагеля с размером зерна 2,8-7,0 мм, удельной поверхностью 290-330 м/г - остальное, активированного при температуре 150-180°С сначала в токе смеси водород : азот = 1:1 по объему в течение 2-3 ч, затем в токе водорода в течение 0,5 ч. Предлагаемый способ позволяет получить целевой продукт с высоким выходом. 3 з.п. ф-лы, 2 табл., 25 пр.
Description
Изобретение относится к органической химии, к области получения одноатомных спиртов восстановлением карбонильных соединений водородом, а именно, к гидрированию ацетона до изопропилового спирта. Изопропиловый спирт широко используется в качестве октаноповышающей добавки к бензинам, противообледенительной жидкости, растворителя при производстве поверхностно-активных веществ, пластификаторов, присадок к маслам, медицинских препаратов и др.
Известен способ получения алифатических спиртов путем двухстадийного гидрирования альдегидов при температуре 125-180°С и давлении 50-300 атм в присутствии на первой стадии медного катализатора на силикагеле с содержанием меди не более 10%, на второй стадии - никельхромового катализатора. Степень превращения альдегида составила 99,5%. SU 277761, опубл. 05.08.1970.
Недостатком способа является относительно невысокая степень превращения альдегида при двухстадийном способе гидрирования водородом, а также необходимость использования и обслуживания двух разных катализаторов.
Известен способ получения изопропилового спирта (ИПС) гидрированием ацетона водородом на гетерогенных катализаторах, в частности, на основе меднохромовой или никельхромовой композиции. Процесс осуществляют с использованием чистого водорода при температуре 100-250°С, чаще при температуре 130-160°С, молярном отношении водород : ацетон = (3-5):1, при атмосферном или повышенном давлении. Степень превращения ацетона - 97,6-100% за проход. RU 2047590 С1, опубл. 10.11.1995.
Результаты жидкофазного гидрирования ацетона при использовании никельхромового губчатого катализатора, обеспечивающего конверсию ацетона 99,9% при температурах 80-160°С приведены в патенте US 7041857 В1, опубл. 09.05.2006.
Известен способ гидрирования ацетона до изопропанола в присутствии никелевого катализатора при молярном отношении водород : ацетон (1,5:1) - (5:1) при проведении процесса в жидкой фазе при температуре 110°С, конверсия ацетона составила 96,4%. RU 2288210 С2, опубл. 27.11.2006.
Известен способ гидрирования ацетона до изопропанола водородом в жидкой фазе в присутствии катализатора гидрирования на нейтральном носителе, предпочтительно, никельсодержащего катализатора на носителе из α-окиси алюминия, осуществляемый, по меньшей мере, двухстадийно при температуре от 60 до 140°С, при давлении от 20 до 50 атм и мольном соотношении водород : ацетон, равном (1,5-1):1. Реактор первой стадии может быть циркуляционным, а второй стадии - трубчатым. Гидрированию подвергают ацетон с содержанием воды менее 1,0 масс %. Это обеспечивает проведение процесса с высокой селективностью с получением изопропилового спирта с концентрацией примесей менее 300 м.д. RU 2245320 С2, опубл. 27.01.2005.
В обзорах: Yurieva Т.М. Mechanisms for activation of hydrogen and hydrogenation of acetone to isopropanol and of carbon oxides to methanol over copper-containing oxide catalysts // Catalysis Today. 1999, v. 51, p. 457-467 и Rahman A. Catalytic Hydrogenation of Acetone to Isopropanol: An Environmentally Benign Approach. Bulletin of Chemical Reaction Engineering & Catalysis. 2010, v. 5, №2, p. 113-126 обобщены достижения в области гидрирования ацетона в изопропиловый спирт с использованием медных катализаторов: металлической меди и оксидов CuO и Cu2O, демонстрирующих высокие конверсии и селективность.
Недостатком всех перечисленных выше способов является высокая стоимость применяемого в качестве гидрирующего газа «чистого» водорода, требующего дорогостоящей стадии выделения из газовых смесей и очистки от нежелательных примесей, особенно от монооксида углерода, вызывающего карбонилообразование никеля и хрома.
Известен способ гидрирования ацетона, с упоминанием того, что, наряду с «чистым» водородом, возможно применение водородсодержащего газа с концентрацией Н2>80%. Однако состава водородсодержащего газа, условий и показателей процесса для такого варианта патент не раскрывает.RU 2205818 С1, опубл. 10.06.2003.
Наиболее близким аналогом к настоящему изобретению является способ получения изопропилового спирта путем гидрирования ацетона на меднохромовом катализаторе ГИПХ-105 (Cu2Cr2O3) при атмосферном давлении, температуре 70-160°С, с использованием в качестве водородсодержащего газа азот-водородной смеси при мольном отношении N2 : Н2 = 0,25-0,7 в первые 300 ч работы и 0,05-0,2 - при дальнейшей работе. При контактной нагрузке 0,35 ч-1 выход изопропилового спирта составляет 93,0-98,7%, максимально достигаемая конверсия ацетона составляет 99,0%. SU 1118632 А1, опубл. 15.10.1984.
Недостатками этого способа являются, во-первых, применение «чистого» водорода в составе азот-водородной смеси и, во-вторых, - потенциальная непригодность применения заявленных катализаторов для процесса гидрирования с использованием водородсодержащего газа, имеющего в своем составе монооксид и диоксид углерода.
Техническая задача, решаемая изобретением, состоит в разработке способа получения изопропилового спирта гидрированием ацетона с заменой азот-водородной смеси на водородсодержащий газ, включающий в свой состав метан, азот, диоксид и монооксид углерода, и исключения тем самым стадии получения и концентрирования водорода из заводских топливных, остаточных и сбросных газов.
Предлагаемый способ позволяет получать целевой продукт при использовании заводских топливных, остаточных и сбросных газов, не находящих квалифицированного применения. Смоделированный усредненный состав такого типа водородсодержащих газов приближен к составу метан-водородной фракции, получаемой при разделении пирогаза -продукта пиролиза легких углеводородов и представляет собой смесь, содержащую, об %: водород 40-50, азот 5-20, метан 27-45, диоксид углерода 5-7 и монооксид углерода 2-6.
Технический результат заключается в повышении выхода изопропилового спирта в процессе его получения из ацетона за счет повышения конверсии ацетона и использования катализатора гидрирования, стабильно работающего в присутствии примесей, входящих в состав водородсодержащего газа, включая оксиды углерода.
Технический результат достигается тем, что гидрирование ацетона осуществляют в жидкой фазе водородсодержащим газом состава, об %: водород 40-50, азот 5-20, метан 27-45, диоксид углерода 5-7 и монооксид углерода 2-6, используя в качестве катализатора медь в количестве 10-30 масс %, нанесенную на носитель в виде гранул силикагеля с размером зерна 2,8-7,0 мм, удельной поверхностью 290-330 м2/г - остальное, активированного при температуре 150-180°С сначала в токе смеси водород : азот = 1:1 по объему в течение 2-3 ч, затем в токе водорода в течение 0,5 ч. Причем состав используемого водородсодержащего газа приближен к составу метан-водородной фракции, получаемой при разделении пирогаза - продукта пиролиза легких углеводородов, гидрирование проводят под давлением 10-30 атм и при температуре 120-170°С, при мольном отношении водород : ацетон=(2-5):1.
Указанные признаки весьма существенны.
Катализатор готовят из водного раствора нитрата меди концентрацией 21-51 масс %, в качестве носителя используют силикагель с размером зерна 2,8-7,0 мм и удельной поверхностью 290-330 м2/г.Меньшая удельная поверхность не обеспечивает должного распределения меди, необходимого для стабильной работы катализатора. Удельную поверхность носителя определяют с помощью метода БЭТ (Брунауэра-Эммета-Тейлора).
Пропитку носителя водным раствором нитрата меди ведут в течение 5-6 ч с перемешиванием при комнатной температуре, сушку на воздухе в два этапа, первый из которых проводят при температуре 50-60°С в течение 2-3 ч, второй - при температуре 110-120°С в течение 3-4 ч, прокалку в токе воздуха проводят при постепенном доведении температуры до 400-450°С в течение 3-4 ч и выдержке при этой температуре в течение 3-4 ч, после чего катализатор охлаждают в токе воздуха, а затем активируют при температуре 150-180°С сначала в токе смеси водород : азот = 1:1 по объему в течение 2-3 ч, затем в токе водорода в течение 0,5 ч. Несоблюдение приведенного здесь температурного режима обработки приводит к потере механической прочности катализатора - «растрескиванию» и измельчению в процессе загрузки в реактор и эксплуатации. Активация индивидуальным водородом взамен смеси водород : азот приводит к резкому саморазогреву в начальный момент восстановления, в результате чего каталитические свойства ухудшаются. Температура активации ниже 150°С недостаточна для полного восстановления меди, что снижает активность и селективность катализатора в случае использования газа с содержанием водорода 40-50 об % и примесями оксидов углерода. Температуры свыше 180°С технически нецелесообразны.
Полученный по приведенным прописям катализатор не меняет активности и остается стабильным в гидрировании ацетона в изопропиловый спирт при замене чистого водорода на водородсодержащий газ, имеющий в своем составе монооксид углерода, диоксид углерода, метан и азот. Содержание монооксида углерода в гидрирующем водородсодержащем газе может достигать 6 об %, а содержание водорода снижаться до 40-50 об %.
Осуществление настоящего изобретения иллюстрируют приведенные ниже примеры, которые не ограничивают объем притязаний, представленных в формуле изобретения.
Пример 1. Получение катализатора 10 масс % Cu/SiO2
Катализатор получают, используя в качестве прекурсора меди ее нитрат - Cu(NO3)2 '3H2O, а в качестве носителя - силикагель с размером зерна 2,8-7,0 мм и удельной поверхностью 290-330 м2/г.Носитель пропитывают раствором нитрата меди в таком количестве воды, которое полностью поглотится заданной массой носителя. Исходный силикагель сушат при температуре 200°С в течение 5 ч до постоянной массы, и определяют таким образом содержание основного вещества в исходном силикагеле - 94,6 масс %. Влагоемкость высушенного силикагеля составила 1,22 г Н2О на 1 г сухого SiO2.
Для приготовления 20 г катализатора 10 масс % Cu/SiO2 навеску Cu(NO3)2 '3Н2О массой 7,6 г растворяют в 20,3 г дистиллированной воды. Указанным раствором пропитывают 18,0 г силикагеля с размером зерна 2,8-7,0 мм, выдерживая при комнатной температуре в течение 5 ч, периодически перемешивая. Пропитанный силикагель высушивают на воздухе при температуре 50°С в течение 3 ч, затем при температуре 110°С в течение 4 ч. Пропитанный и высушенный образец помещают в кварцевую трубку и прокаливают в трубчатой муфельной печи. Образец постепенно нагревают в токе воздуха (20 нл/ч) до температуры 400°С в течение 3 ч, и дополнительно выдерживают при данной температуре в течение 3 ч. После охлаждения в токе воздуха катализатор готов к активации путем восстановления водородом.
Активацию катализатора проводят непосредственно в реакторе гидрирования ацетона, представляющем собой трубку из нержавеющей стали внутренним диаметром 10,2 мм. Реактор оснащен рубашкой для подачи теплоносителя и центральным термопарным карманом наружным диаметром 1 мм для установки датчика температуры. В реактор помещают 10 см3 катализатора, избыточный объем заполняют балластными шариками из керамического бисера, содержащего : ZrO2 - 62-68 масс %, SiO2 - остальное. Затем в реактор подают смесь водород : азот = 1:1 по объему, нагревают до температуры 150°С в течение 2 ч, затем подают индивидуальный водород и выдерживают еще 0,5 ч. По окончании активации катализатор охлаждают в токе водорода, в дальнейшем не допуская контакта с воздухом.
Пример 2. Получение катализатора 30 масс % Cu/SiO2.
Катализатор получают по методике, аналогичной приведенной в примере 1. Для приготовления 20 г катализатора 30 масс % Cu/SiO2 навеску Cu(NO3)2 '3Н2О массой 22,8 г растворяют в 12,2 г дистиллированной воды. Указанным раствором пропитывают 14,8 г силикагеля с размером зерна 2,8-7,0 мм, удельной поверхностью 290-330 м /г и влагоемкостью 1,17 г Н2О на 1 г сухого SiO2, выдерживая при комнатной температуре в течение 6 ч, периодически перемешивая. Пропитанный силикагель высушивают на воздухе при температуре 60°С в течение 2 ч, затем при температуре 120°С в течение 3 ч. Пропитанный и высушенный образец, помещают в кварцевую трубку и прокаливают в трубчатой муфельной печи. Образец постепенно нагревают в токе воздуха со скоростью 20 нл/ч до температуры 450°С в течение 4 ч, и дополнительно выдерживают при данной температуре в течение 4 ч. Активацию катализатора проводят непосредственно в реакторе гидрирования ацетона при температуре 180°С в токе смеси водород : азот = 1:1 в течение 3 ч, затем подают индивидуальный водород и выдерживают еще 0,5 часа. По окончании активации катализатор охлаждают в токе водорода, в дальнейшем не допуская контакта с воздухом.
Примеры 3-13. Получение изопропилового спирта гидрированием ацетона на катализаторе 10 масс % Cu/SiO2 (таблица 1).
Как видно из примеров 3-13 конверсия ацетона и селективность по изопропиловому спирту достигают высоких значений как при использовании в качестве гидрирующего газа индивидуального водорода (пример 3), так и при использовании водородсодержащего газа с различным содержанием компонентов - водорода, азота, метана, диоксида и монооксида углерода. Более того после возвращения к базовым условиям проведения процесса (пример 3) показатели возвращаются на прежний уровень, то есть активность катализатора сохраняется. За все время «пробега» катализатора в экспериментах с использованием водорода и водородсодержащего газа, имеющего в своем составе оксиды углерода, выраженных тенденций к снижению конверсии ацетона, селективности по ИПС и выхода целевого ИПС выявлено не было, флуктуации указанных показателей находились в пределах 0,8, 0,2 и 1,0%, соответственно.
Примеры 14-25. Получение изопропилового спирта гидрированием ацетона на катализаторах с различным массовым содержанием меди при варьировании режимных параметров процесса (таблица 2).
Получение катализаторов с различным содержанием меди осуществляют аналогично примерам 1 и 2. Из примеров 14-25 видно, что варьирование реакционного давления в интервале 10-30 атм практически не влияет на селективность по ИПС, при этом конверсия ацетона несколько увеличивается с ростом давления и достигает 98,9-99,7%. Увеличение реакционного давления выше 30 атм нецелесообразно, поскольку не приводит к улучшению показателей процесса.
Селективность по ИПС и конверсия ацетона существенно зависят от температуры (примеры 14-25). Наилучшая совокупность значений конверсии и селективности 99,7% была достигнута при температуре 130°С. Увеличение температуры выше 170°С приводит к нежелательному снижению обоих показателей процесса.
Таблица 1.
Получение изопропилового спирта гидрированием ацетона на катализаторе 10 масс % Cu/SiO2 (температура 130°С, давление 20 атм, подача ацетона 2 ч-1, продолжительность работы катализатора - 12 ч в каждом эксперименте)
Таблица 2.
Получение изопропилового спирта гидрированием ацетона на катализаторах с различным массовым содержанием меди при варьировании режимных параметров процесса. Состав водородсодержащего газа, % об: водород - 50, азот - 5, метан - 38, диоксид углерода - 5, монооксид углерода - 2; мольное отношение водород : ацетон = 5:1
Claims (4)
1. Способ получения изопропилового спирта из ацетона, предусматривающий гидрирование ацетона водородсодержащим газом в присутствии катализатора гидрирования на нейтральном носителе, отличающийся тем, что гидрирование ацетона осуществляют водородсодержащим газом, содержащим, об. %: водород 40-50, азот 5-20, метан 27-45, диоксид углерода 5-7 и монооксид углерода 2-6 в жидкой фазе, используя в качестве катализатора медь в количестве 10-30 масс. %, нанесенную на носитель в виде гранул силикагеля с размером зерна 2,8-7,0 мм, удельной поверхностью 290-330 м2/г - остальное, активированного при температуре 150-180°С сначала в токе смеси водород : азот = 1:1 по объему в течение 2-3 ч, затем в токе водорода в течение 0,5 ч.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что водородсодержащий газ приближен к составу метан-водородной фракции, получаемой при разделении пирогаза - продукта пиролиза легких углеводородов.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что гидрирование проводят при давлении 10-30 атм и при температуре 120-170°С.
4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что гидрирование проводят при мольном отношении водород : ацетон = (2-5):1.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018112443A RU2666893C1 (ru) | 2018-04-06 | 2018-04-06 | Способ получения изопропилового спирта из ацетона |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018112443A RU2666893C1 (ru) | 2018-04-06 | 2018-04-06 | Способ получения изопропилового спирта из ацетона |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2666893C1 true RU2666893C1 (ru) | 2018-09-13 |
Family
ID=63580329
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018112443A RU2666893C1 (ru) | 2018-04-06 | 2018-04-06 | Способ получения изопропилового спирта из ацетона |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2666893C1 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2738656C1 (ru) * | 2020-04-23 | 2020-12-15 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки "Федеральный исследовательский центр "Институт катализа им. Г.К. Борескова Сибирского отделения Российской академии наук" (ИК СО РАН, Институт катализа СО РАН) | Способ приготовления катализатора и способ получения изопропилового спирта с использованием этого катализатора |
| RU2798625C1 (ru) * | 2022-11-22 | 2023-06-23 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки «Федеральный исследовательский центр "Институт катализа им. Г.К. Борескова Сибирского отделения Российской академии наук" (ИК СО РАН, Институт катализа СО РАН) | Способ получения изопропилового спирта |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1118632A1 (ru) * | 1982-06-17 | 1984-10-15 | Предприятие П/Я В-8469 | Способ получени изопропилового спирта |
| WO2014002884A1 (ja) * | 2012-06-27 | 2014-01-03 | 三井化学株式会社 | イソプロパノールの製造方法 |
-
2018
- 2018-04-06 RU RU2018112443A patent/RU2666893C1/ru active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1118632A1 (ru) * | 1982-06-17 | 1984-10-15 | Предприятие П/Я В-8469 | Способ получени изопропилового спирта |
| WO2014002884A1 (ja) * | 2012-06-27 | 2014-01-03 | 三井化学株式会社 | イソプロパノールの製造方法 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| R.S.Rao et al. Influence of Crystallite Size on Acetone Hydrogenation over Copper Catalysts. J.Phys.Chem.B, 2005, 109(6), 2086-2092. * |
| ШУТКИНА О.В. Гидроалкилирование бензола ацетоном на бифункциональных катализаторах. Авто дис.кандидата химических наук: 02.00.15, 02.00.13/Шуткина Ольга Викторовна [Место защиты: Моск.гос.ун-т им. М.В. Ломоносова]. - Москва, 2014. - 23 с. * |
| ШУТКИНА О.В. Гидроалкилирование бензола ацетоном на бифункциональных катализаторах. Автореферат дис.кандидата химических наук: 02.00.15, 02.00.13/Шуткина Ольга Викторовна [Место защиты: Моск.гос.ун-т им. М.В. Ломоносова]. - Москва, 2014. - 23 с. * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2738656C1 (ru) * | 2020-04-23 | 2020-12-15 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки "Федеральный исследовательский центр "Институт катализа им. Г.К. Борескова Сибирского отделения Российской академии наук" (ИК СО РАН, Институт катализа СО РАН) | Способ приготовления катализатора и способ получения изопропилового спирта с использованием этого катализатора |
| RU2798625C1 (ru) * | 2022-11-22 | 2023-06-23 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки «Федеральный исследовательский центр "Институт катализа им. Г.К. Борескова Сибирского отделения Российской академии наук" (ИК СО РАН, Институт катализа СО РАН) | Способ получения изопропилового спирта |
| RU2800947C1 (ru) * | 2022-11-22 | 2023-08-01 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки "Федеральный исследовательский центр "Институт катализа им. Г.К. Борескова Сибирского отделения Российской академии наук" (ИК СО РАН, Институт катализа СО РАН) | Способ приготовления катализатора для получения изопропилового спирта |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8058484B2 (en) | Flexible glycerol conversion process | |
| TWI394740B (zh) | 方法 | |
| US6841085B2 (en) | Hydrogenolysis of 6-carbon sugars and other organic compounds | |
| TWI245029B (en) | Process for the hydrogenation of hydroformylation products | |
| US7038094B2 (en) | Hydrogenolysis of 5-carbon sugars, sugar alcohols, and methods of making propylene glycol | |
| JP5611205B2 (ja) | 白金／スズ触媒を用いる酢酸からのエタノールの直接且つ選択的な製造 | |
| CN101965325B (zh) | 使烯属不饱和醇异构化的方法 | |
| JP2016153389A (ja) | クロムを使用しないヒドロホルミル化混合物の水素化 | |
| KR20100046234A (ko) | 수소화 촉매 및 카르보닐 화합물의 수소화에 의한 알콜의 제조 방법 | |
| JP2009542772A (ja) | アルコールの脱水素法 | |
| JP5497773B2 (ja) | 水素化触媒、特に二硫化炭素用水素化触媒 | |
| US20160244391A1 (en) | Catalyst and process for producing aldehydes and/or alcohols | |
| KR20010080555A (ko) | 알돌 축합 | |
| EP3681634A1 (en) | Use of phosphorous ylides to enhance acetylene hydrogenation catalysts | |
| RU2666893C1 (ru) | Способ получения изопропилового спирта из ацетона | |
| IL110927A (en) | Process for the preparation of methyl mercaptan from methyl methyl disulfide | |
| EP1165230A1 (en) | Catalyst supports, supported catalysts and process for the manufacture of 1,2-epoxybutane | |
| BRPI0906075B1 (pt) | Hydrogenation process | |
| RU2675362C1 (ru) | Способ гидрирования ацетона в изопропиловый спирт | |
| Wu et al. | Boron nitride supported Pt catalyst for selective hydrogenation | |
| ES2916427T3 (es) | Método para la producción continua de 2,3-butanodiol | |
| FR2505819A1 (fr) | Procede de fabrication d'alcools par hydrogenation catalytique d'esters d'acides organiques | |
| EP3504174A1 (en) | Method for the production of glycols from an anhydrosugar feed | |
| EP3681629B1 (en) | Palladium-based acetylene selective hydrogenation catalysts enhanced by organic dopants | |
| JP2019043943A (ja) | １，３−ブタジエン及びアセトアルデヒドジエチルアセタールの製造方法 |