[發明專利]一種乙酸直接制備乙醇的催化劑及制備方法和應用

無效

• 申請號: 201310305975.0
• 申請日: 2013-07-19
• 公開（公告）號: CN103331167A
• 公開（公告）日: 2013-10-02
• 發明（設計）人: 蔣建明;蘇海蘭;常俊石;高珠;張建祥;雷志祥
• 申請（專利權）人: 新地能源工程技術有限公司
• 主分類號: B01J23/80
• 分類號: B01J23/80;C07C31/08;C07C29/149
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 周長興

技術領域

本發明屬于催化化學領域，更具體地，本發明涉及一種用于由乙酸直接制備乙醇的催化劑。

本發明還涉及上述催化劑的制備方法。

本發明還涉及上述催化劑在乙酸直接制備乙醇中的應用。

背景技術

乙醇作為一種基本有機化工原料，在化工和其它工業領域的用途廣泛，可作為消毒劑、溶劑，還可作為有機化工原料，用于油漆、涂料、染料、油墨和藥品等的生產制造，另外還主要作為車用燃料。目前，中國化工用乙醇市場年需求量在300萬噸左右，每年增長率為8%-10%。在燃料乙醇領域，中國市場目前需求約為150萬噸/年，業內預計將迎來快速增長，2020年有望達1000萬噸。

乙醇的生產方法有乙烯水合法和糧食發酵法，我國的工業乙醇70%以上以糧食發酵法生產為主，每年需要消耗大量的糧食，為了避免與民爭糧，2006年底，國家發改委下達緊急通知，我國燃料乙醇項目的原料應堅持以非糧為主。

近幾年中國新建乙酸裝置陸續投產，國內乙酸產能急劇增加，而乙酸的表觀消費量趨于平穩，造成產能嚴重過剩，乙酸加氫制乙醇工藝，既可以充分利用過剩的乙酸資源，又可以為燃料乙醇的發展提供新的原料來源。經濟方面，乙酸制乙醇工藝1.5噸乙酸可生產1噸乙醇，工藝過程簡單，產品純度高，和當前的糧食發酵法制乙醇相比，具有較大的成本優勢。

目前，國內尚且沒有由乙酸直接制乙醇的專利報道，國外已經有公開的專利報道，但大多數缺乏商業操作性。例如，專利US2,607,807報道了在釕催化劑上，在70-95MPa的壓力下乙酸制乙醇的收率可以達到88%，而在20MPa的壓力下乙醇的收率僅為40%。

美國塞拉尼斯公司近年來一直致力于乙酸制乙醇催化劑和工藝的研究，公開了一系列專利。

例如，專利US2011/0245546A1，以Pt-Co或Pd-Co為活性組分，以石墨、高純SiO₂和硅酸鈣等為載體制備負載型催化劑，乙醇收率最高可達68.2%，此時的催化劑組成為Pt1wt%-Co10wt%/SiO₂。

專利US2010/0029995A1，以Pt-Sn為活性組分，以石墨、高純SiO₂和硅酸鈣等為載體制備負載型催化劑，乙醇收率最高可達79.4%，此時的催化劑組成為Pt1wt%-Sn1wt%/SiO₂。

專利US2011/0098501A1，以Pt-Sn或Re-Pd為活性組分，以高純SiO₂為載體制備負載型催化劑，乙醇收率最高可達54%，此時的催化劑組成為Pt0.5wt%-Sn0.5wt%/SiO₂。

專利US2011/0082322A1，以Pt1.6wt%-Sn1wt%為活性組分，當以高純SiO₂-TiO₂（10wt%）為載體，乙醇收率最高可達73.6%，當以高純SiO₂-Al₂O₃（7wt%）為載體，乙醇收率最高可達86.8%。

此外，還有在SiO₂載體中加入硅酸鈣、硅酸鎂、氧化鋅等載體改進劑的報道，其乙醇的收率均較低。

塞拉尼斯公司的乙酸制乙醇工藝簡單，操作壓力一般約為2.2MPa，操作壓力低，商業操作性大。然而，塞拉尼斯公司所開發的催化劑均為貴金屬催化劑，貴金屬鉑（Pt）的含量較高，均在0.1wt%以上，大多數在0.5-2wt%以上，這使得制備的催化劑成本較高。

發明內容

本發明的目的在于提供一種用于由乙酸直接制備乙醇的催化劑。

本發明的又一目的在于提供一種制備上述催化劑的方法。

為實現上述目的，本發明提供的催化劑，由載體、活性組分和助劑組成；其中：

所述載體為氧化鋁，質量百分含量3-10%；

所述活性組分為氧化銅，質量百分含量為20-60%；

所述助劑為氧化鋅，質量百分含量為35-70%。

本發明提供的制備上述催化劑的方法，其步驟包括：

（1）將鋁鹽水溶液加入堿性沉淀劑溶液中，控制溫度在50-90℃發生沉淀反應，沉淀反應完成時控制pH值為6.5-7.5，得到沉淀液1；

（2）將銅和鋅的鹽溶液加入堿性沉淀劑溶液中，控制溫度在50-80℃發生沉淀反應，沉淀反應完成時控制pH值為7.0-7.5，得到沉淀液2；