一种由异丁烯-甲醇制备异戊二烯的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114380659A(43)申请公布日2022.04.22(21)申请号202011140132.6B01J23/20(2006.01)(22)申请日2020.10.22B01J23/14(2006.01)B01J23/22(2006.01)(71)申请人中国科学院大连化学物理研究所B01J23/18(2006.01)地址116023辽宁省大连市沙河口区中山B01J23/34(2006.01)路457-41号B01J37/03(2006.01)(72)发明人王峰张志鑫王业红李书双张健(74)专利代理机构沈阳科苑专利商标代理有限公司21002代理人马驰(51)Int.Cl.C07C11/18(2006.01)C07C2/86(2006.01)B01J23/10(2006.01)B01J23/83(2006.01)权利要求书2页说明书17页(54)发明名称一种由异丁烯-甲醇制备异戊二烯的方法(57)摘要本发明涉及一种金属掺杂二氧化铈催化异丁烯与甲醇制备异戊二烯的方法。该方法采用异丁烯与甲醇作为反应底物，在掺杂二氧化铈催化剂的作用下，经氧化‑Prins缩合‑水解‑脱水制备异戊二烯。具体反应过程如下：将一定量的异丁烯与甲醇通过固定床装置引入到成型的一定量的掺杂二氧化铈催化剂上，在不低于300℃的温度下反应，可得到异戊二烯。该方法一步即可由异丁烯和甲醇得到异戊二烯，催化剂稳定性好。通过空气焙烧可实现催化剂再生。其中异戊二烯的收率最高可达60％。CN114380659ACN114380659A权利要求书1/2页1.一种制备异戊二烯的方法，其特征在于：异戊二烯的制备在固定床反应器上进行，将成型的金属掺杂二氧化铈催化剂装于固定床反应器中，异丁烯、气化后的甲醇、含氧气体充分混合后引入反应器中，含氧气体为氧气或含氧气氛气体，含氧气氛气体中除氧气之外以惰性气氛气体为平衡气，进行反应，反应产物经分离可得异戊二烯。2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：所述金属掺杂二氧化铈催化剂可循环再生，通过含氧气氛(5vol％-100vol％)400-600℃焙烧即可实现循环再生，再生催化剂上的异戊二烯收率是新鲜催化剂的80％-90％。3.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：固定床反应器中：引入的异丁烯与甲醇的摩尔比为10/1～1/10；引入的甲醇与氧气的摩尔比为2/1～1/1。4.按照权利要求1或3所述的方法，其特征在于：引入固定床反应器的原料中：气相中异丁烯的体积分数为5％-25％；气相中甲醇的体积分数为5％-25％；气相中氧气的体积分数为2.5％-25％；所述平衡气可以是氮气、氩气或氦气中的一种或二种以上。5.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：所述催化剂质量空速(单位时间内异丁烯和甲醇的质量之和/催化剂的质量)为：0.3-3h-1；反应温度不低于300℃，反应压力为0.5atm～30atm。6.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：所述催化剂质量空速(单位时间内异丁烯和甲醇的质量之和/催化剂的质量)为：0.3-2h-1；所述催化剂质量空速为：反应温度为300～450℃，反应压力为0.5atm-10atm。7.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：所述催化剂质量空速(单位时间内异丁烯和甲醇的质量之和/催化剂的质量)为：0.3-1h-1；反应温度为350～450℃，反应压力为0.5atm-5atm。8.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：所述金属掺杂二氧化铈为Mg、Sr、Y、Ti、Zr、Nb、Sn、Al、V、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、La、Sm、Eu、Bi和In中的一种或两种以上金属掺杂CeO2；按摩尔比计M/Ce＝1/99～1/2，优选M/Ce＝1/49～1/2，更优选M/Ce＝1/19～1/2，M为掺杂金属。9.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：催化剂金属掺杂二氧化铈用共沉淀法制备：将硝酸铈与掺杂的金属可溶盐按摩尔比M/Ce＝1/99～1/2(或者M/Ce＝1/49～1/2，或者M/Ce＝1/19～1/2，M为掺杂金属)溶于溶剂中，2CN114380659A权利要求书2/2页得到两种或几种金属(M和Ce)离子浓度之和为1～0.05mol/L的溶液(或者得到两种或几种金属离子浓度之和为0.5～0.05mol/L；或者得到两种或几种金属离子浓度之和为0.1～0.05mol/L)，M＝Mg、Sr、Y、Ti、Zr、Nb、Sn、Al、V、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、La、Sm、Eu、Bi和In中的一种或两种以上，然后在搅拌条件下，向其中滴加沉淀剂，沉淀反应温度为25～85℃(优选25～65℃，更优选25～45℃，沉淀剂与两种或几种金属离子摩尔数之和的摩尔比为1