[發(fā)明專利]用于電石法乙炔選擇加氫制乙烯的催化劑

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910141357.0
• 申請日: 2009-05-25
• 公開（公告）號: CN101898133A
• 公開（公告）日: 2010-12-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 代斌;魏忠;趙令玉;李江兵;李宜輝;吳剛;邵江峰;陳辰
• 申請（專利權(quán)）人: 代斌
• 主分類號: B01J23/63
• 分類號: B01J23/63;B01J23/44;B01J23/50;B01J23/58;B01J21/06;C07C11/04;C07C5/09
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發(fā)明名稱

用于電石法乙炔選擇加氫制乙烯的催化劑

1技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及用于“高濃度”、“大空速”工業(yè)化的電石法乙炔為原料氣(不添加任何稀釋氣)，選擇加氫制乙烯催化劑的研究。

2背景技術(shù)

乙炔選擇加氫反應(yīng)及其催化劑是當(dāng)前的關(guān)注熱點(diǎn)，國內(nèi)外相關(guān)的報(bào)道也比較多，但其研究內(nèi)容主要應(yīng)用于除去石油烴裂解制備乙烯工藝過程中微量的乙炔(0.01～5體積％)，以防止對于乙烯聚合反應(yīng)催化劑的毒化作用。

對于烴流中少量乙炔的加氫反應(yīng)體系一般選擇負(fù)載貴金屬的催化劑，例如US-4577047介紹以Al₂O₃為載體，負(fù)載Pd和Cr制備催化劑；EP-A64301，EP-A89252，US-A3325556，DE-A1284403，分別在主催化劑Pd的基礎(chǔ)上添加Ag、Au、Li、Cr作為助催化劑；US-A4839329介紹了一種Pd/TiO₂的催化劑。

對于專門以高濃度乙炔為原料，催化選擇加氫制備乙烯的方法則少有探索，相應(yīng)的工業(yè)化大規(guī)模應(yīng)用更是未見報(bào)道。

3發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一系列在新型反應(yīng)體系下，即以“高濃度”“大空速”的電石法乙炔氣為原料，在不添加任何稀釋氣的情況下選擇加氫制乙烯的催化劑進(jìn)行研究，制備了低毒、高活性、高選擇性、壽命長的催化劑。

本發(fā)明中乙炔加氫反應(yīng)在帶有控溫裝置氣固催化反應(yīng)常壓固定床上進(jìn)行，產(chǎn)物有氣相色譜儀(熱導(dǎo)檢測器TCD)分析。

本發(fā)明中原料氣為氫氣和乙炔，乙炔由電石法制的，乙炔的體積含量為10～50％，不添加其它稀釋氣體。

本發(fā)明中催化劑組分如下：

本發(fā)明為簡化催化劑制備方法以利于工業(yè)化推廣，選擇商業(yè)化的SiO₂作為載體，其具有較大的比表面積和較高表面活性中心密度，載體規(guī)格如下：

SiO₂比表面積300m²/g左右(BET)，粒徑20-80目。

選擇粒度均勻、孔徑大的粒子。

本發(fā)明中活性組分選用金屬Pd，Pd前體為醋酸鈀，催化劑中鈀的含量0.05～0.5wt％，優(yōu)選0.3wt％。

本發(fā)明中選用至少一種堿金屬、堿土金屬、稀土元素及過渡元素Ag、Cu、Fe、Ni等金屬作為助催化劑。

優(yōu)選的助劑成分：Mg、La、Ti、Ce、Ag，其濃度范圍為0.03～0.6wt％。

4具體實(shí)施方式

實(shí)施例一

Pd/SiO₂制備方法

準(zhǔn)確量取一定體積，20-40目的載體SiO₂，用一定濃度的醋酸鈀溶液等體積浸漬載體，制備不同鈀負(fù)載量的催化劑，浸漬過夜，120℃下干燥12h，然后于400℃空氣中煅燒2h，制備了鈀負(fù)載量分別為0.05wt％、0.1wt％、0.2wt％、0.3wt％、0.5wt％，五個(gè)水平的負(fù)載催化劑。

表1.活性金屬Pd負(fù)載量對催化反應(yīng)的影響

反應(yīng)條件：反應(yīng)溫度110℃、氣體比例氫氣∶乙炔＝4∶1、空速15000/h^-1

反應(yīng)結(jié)果表明，本發(fā)明隨著Pd負(fù)載量的增大，乙炔轉(zhuǎn)化率逐漸增加，當(dāng)Pd負(fù)載量為0.3wt％時(shí)，乙炔轉(zhuǎn)化率達(dá)到100％，乙烯收率超過80％；繼續(xù)增大Pd負(fù)載量，乙炔轉(zhuǎn)化率不再變化，乙烯選擇性和收率開始下降，故選擇0.3wt％作為主要活性金屬Pd的負(fù)載量。

實(shí)施例二

助金屬催化劑種類對該催化反應(yīng)的影響

準(zhǔn)確稱取一定質(zhì)量0.3wt％Pd/SiO₂催化劑，用助催化劑Mg、La、Ce、Ag的硝酸鹽及Ti(OC₄H₉)₄分別用水和正己烷配成溶液，等體積浸漬Pd/SiO₂，制備不同助催化劑的同一鈀負(fù)載量的催化劑，浸漬過夜，120℃下干燥12h，然后于400℃空氣中煅燒2h，制備了同一負(fù)載量(助催化劑負(fù)載量為0.3wt％)不同系列組合的復(fù)合金屬催化劑0.3wt％Pd-La/SiO₂、0.3wt％Pd-Mg/SiO₂、0.3wt％Pd-Ce/SiO₂、0.3wt％Pd-Ti/SiO₂、0.3wt％Pd-Ag/SiO₂的復(fù)合催化劑。