一种Pr掺杂氧化铈催化异丁烯-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CN114380658A(43)申请公布日2022.04.22(21)申请号202011138252.2B01J38/02(2006.01)(22)申请日2020.10.22B01J38/14(2006.01)(71)申请人中国科学院大连化学物理研究所地址116023辽宁省大连市沙河口区中山路457-41号(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.C07C2/86(2006.01)C07C11/18(2006.01)B01J23/10(2006.01)B01J23/92(2006.01)权利要求书2页说明书10页附图1页(54)发明名称一种Pr掺杂氧化铈催化异丁烯-甲醇制备异戊二烯的方法(57)摘要本发明涉及一种异戊二烯的制备方法。该方法采用异丁烯与甲醇作为反应底物，在Pr掺杂二氧化铈催化剂的作用下，经氧化‑Prins缩合‑水解‑脱水过程制备异戊二烯。具体反应过程如下：将一定量的异丁烯与一定量的甲醇溶液通过固定床装置引入到成型的一定量的镨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。其中异戊二烯的收率最高可达75％。CN114380658ACN114380658A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Pr掺杂二氧化铈催化剂装于固定床反应器中，于固定床反应器中引入异丁烯、气化后甲醇、含氧气体的混合气进行反应，产物经分离可得异戊二烯；催化剂Pr掺杂氧化铈采用燃烧法制备：将铈Ce的盐与Pr的盐按Ce/Pr为99:1～2/1的摩尔比机械混匀，然后与燃料混匀，燃料与混合金属盐的质量比为1/1～100/1，然后将上述混合物引燃，混合物中燃料充分燃烧后，收集燃烧后固体粉末，然后在300～800℃焙烧2～8h制得Pr掺杂二氧化铈催化剂。2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：引燃的方式包括点燃，微波加热至燃烧，放入高温烘箱中升温至燃烧或马弗炉中升温至燃烧。3.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：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，所述平衡气可以是氮气、氩气或氦气中的一种或二种以上。4.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：引入固定床反应器的原料中：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。5.按照权利要求1、3或4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2.5％-25％；气相中甲醇的体积分数为2.5％-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。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：0.3-3h-1；反应温度不低于300℃，反应压力为0.5atm～30atm。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：0.3-2h-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。8.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400～450℃，反应压力为0.5atm–5atm。9.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：铈的可溶盐选自硝酸铈、氟化铈、氯化铈、乙酸铈、硫酸铈、草酸铈、碳酸铈中的一种；2CN114380658A权利要求书2/2页镨的可溶盐选自硝酸镨、氟化镨、氯化镨、乙酸镨、硫酸镨、草酸镨、碳酸铈中的一种；Ce/Pr的摩尔比较佳为49/1～2/1；Ce/Pr的摩尔比最佳为19/1～2/1；燃料为含(C或N)和H的可燃物质；燃料与混合金属盐的质量比较佳为1/1～50/1；燃料与混合金属盐的质量比最佳为10/1～50/1；焙烧温度较佳为400～700℃，焙烧时间为3～7h；焙烧温度最佳为500～600℃，焙烧时间为4～6h；燃料为乙醇、尿素、水合肼、甘氨酸、甲基吡啶、二甲酰肼、草酰二肼中的一种或两种以上。10.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：所述Pr掺杂二氧化铈催化剂可循环再生，通过含氧气氛(5vol％-100vol％)于400-800℃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％。3CN114380658A说明书1/10页一种Pr掺杂氧化铈催化异丁烯-甲醇制备异戊二烯的方法技