CN102850185A - 一种利用阳离子交换树脂催化合成异丙醇的方法 - Google Patents

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黄智贤
邱挺
李玲
王红星
董晓莲
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Abstract

本发明公开了一种利用阳离子交换树脂催化合成异丙醇的方法，以乙酸异丙酯和甲醇为原料，阳离子交换树脂为催化剂生产异丙醇。本发明的方法具有反应条件温和、反应速率较快、转化率和选择性高、催化剂使用寿命长、容易回收再生等优点。

Description

一种利用阳离子交换树脂催化合成异丙醇的方法
技术领域
本发明属于有机合成技术领域，具体涉及到一种利用阳离子交换树脂催化合成异丙醇的方法。
背景技术
异丙醇，别名二甲基甲醇、2-丙醇，无色透明液体，易溶于水、醇、醚、苯、氯仿等多数有机溶剂。异丙醇是重要的化工原料，作为有机原料和溶剂有着广泛用途，主要用于制药、化妆品、塑料、香料、涂料等领域。
国内外生产异丙醇的方法主要是丙烯水合法，合成方式有丙烯间接水合法和丙烯直接水合法两种方法。间接水合法又称硫酸酯化水解法。该法采用浓硫酸吸收丙烯,然后再水解成异丙醇，此法存在耗用硫酸量大，流程复杂、选择性较低、设备腐蚀严重和能耗高等缺点，20世纪80年代后被逐渐淘汰。
直接水合法是将丙烯和水分别加压加温成气态混合后加入反应器，进行水合反应，反应器内装有催化剂。反应气体经换热后送到高压冷却器和高压分离器，气相中的异丙醇在回收塔中用脱离子水喷淋回收，未反应的气体经循环压缩机加压后循环使用。与丙烯硫酸水合法相比，该法不用硫酸，不腐蚀设备，工艺流程简单；但丙烯单程转化率低，丙烯循环量大，且要求原料丙烯纯度高。
发明内容
本发明的目的在于针对上述合成方法的缺陷，提供一种利用阳离子交换树脂催化合成异丙醇的方法，本发明的方法具有反应条件温和、反应速率较快、转化率和选择性高、催化剂使用寿命长、容易回收再生等优点。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种利用阳离子交换树脂催化合成异丙醇的方法，以乙酸异丙酯和甲醇为原料，阳离子交换树脂为催化剂生产异丙醇，包括以下步骤：
（1）在间歇反应釜中，投入原料乙酸异丙酯，控制反应温度与反应压力；
（2）按照原料配比加入预热至反应温度的甲醇；
（3）投入阳离子交换树脂催化剂，开启搅拌桨使树脂与液体均匀混合，在催化剂作用下进行酯交换反应合成异丙醇。
所述的阳离子交换树脂为D001、DK110、D61、732、C66、NKC-9、CT800中的一种或多种的混合物。
原料乙酸异丙酯和甲醇的摩尔比为1:1～1:2.5。阳离子交换树脂的用量为原料液总质量的0.1～2%。反应温度为25～60℃。反应压力为0.9～1.1atm。搅拌速度为100~500rpm。
本发明的有益效果：
（1）本发明是酯交换合成异丙酯，以乙酸异丙酯和甲醇为原料，在阳离子交换树脂的作用下酯交换合成异丙醇，同时副产乙酸甲酯。
（2）本发明采用的催化剂，催化活性较高，选择性好，转化率可达35%~50%。选用的催化剂对设备腐蚀性小，使用寿命长，且使用阳离子交换树脂为催化剂，不溶解于反应物，容易回收重复使用。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的说明，实施例有助于更好地理解本发明，但本发明并不仅仅局限于下述实施例。
实施例1
在3m3釜式反应器中，投入1225.5kg的乙酸异丙酯和384kg甲醇，同时投入C66离子交换树脂催化剂6.44kg，反应压力为1atm，反应釜温度控制为50℃，搅拌速度控制在300rpm。恒温反应2h后，乙酸异丙酯的转化率为37.2%。异丙醇的收率为36.5%。
实施例2
在3m3釜式反应器中，投入1225.5kg的乙酸异丙酯和384kg甲醇，同时投入D61离子交换树脂催化剂8kg，反应压力为1atm，反应釜温度控制为60℃，搅拌速度控制在400rpm。恒温反应2h后，乙酸异丙酯的转化率为40.8%。异丙醇的收率为39.6%。
实施例3
在3m3釜式反应器中，投入1225.5kg的乙酸异丙酯和576kg甲醇，同时投入NKC-9离子交换树脂催化剂9kg，反应压力为1atm，反应釜温度控制为45℃，搅拌速度控制在300rpm。恒温反应2h后，乙酸异丙酯的转化率为42.3%。异丙醇的收率为41.8%。
实施例4
在3m3釜式反应器中，投入1225.5kg的乙酸异丙酯和384kg甲醇，同时投入D001离子交换树脂催化剂8kg，反应压力为1atm，反应釜温度控制为50℃，搅拌速度控制在300rpm。恒温反应2h后，乙酸异丙酯的转化率为38.8%。异丙醇的收率为38.3%。
实施例5
在3m3釜式反应器中，投入1225.5kg的乙酸异丙酯和384kg甲醇，同时投入732离子交换树脂催化剂8kg，反应压力为1atm，反应釜温度控制为50℃，搅拌速度控制在400rpm。恒温反应2h后，乙酸异丙酯的转化率为42.3%。异丙醇的收率为41.7%。
实施例6
在3m3釜式反应器中，投入1225.5kg的乙酸异丙酯和768kg甲醇，同时投入NKC-9离子交换树脂催化剂9.97kg，反应压力为1atm，反应釜温度控制为60℃，搅拌速度控制在400rpm。恒温反应2h后，乙酸异丙酯的转化率为49.4%。异丙醇的收率为49.1%。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (7)

1.一种利用阳离子交换树脂催化合成异丙醇的方法，其特征在于：以乙酸异丙酯和甲醇为原料，阳离子交换树脂为催化剂生产异丙醇。
2.根据权利要求1所述的利用阳离子交换树脂催化合成异丙醇的方法，其特征在于：所述的阳离子交换树脂为D001、DK110、D61、732、C66、NKC-9、CT800中的一种或多种的混合物。
3.根据权利要求1所述的利用阳离子交换树脂催化合成异丙醇的方法，其特征在于：原料乙酸异丙酯和甲醇的摩尔比为1:1～1:2.5。
4.根据权利要求1所述的利用阳离子交换树脂催化合成异丙醇的方法，其特征在于：阳离子交换树脂的用量为原料液总质量的0.1～2%。
5.根据权利要求1所述的利用阳离子交换树脂催化合成异丙醇的方法，其特征在于：反应温度为25～60℃。
6.根据权利要求1所述的利用阳离子交换树脂催化合成异丙醇的方法，其特征在于：反应压力为0.9～1.1atm。
7.根据权利要求1所述的利用阳离子交换树脂催化合成异丙醇的方法，其特征在于：搅拌速度为100~500rpm。
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