[發(fā)明專利]一種醋酸酯加氫制備乙醇的銅基催化劑及制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310628594.6
• 申請(qǐng)日: 2013-11-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104667925A
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-06-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭翠梨;秦宏云;張金利;孫成偉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類號(hào): B01J23/72
• 分類號(hào): B01J23/72;C07C31/08;C07C29/149
• 代理公司: 天津市北洋有限責(zé)任專利代理事務(wù)所 12201
• 代理人: 陸藝

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種利用醋酸酯加氫合成乙醇的催化劑及其制備方法。

背景技術(shù)

隨著全球能源短缺和石油價(jià)格的上漲，燃料乙醇作為一種石油添加劑的應(yīng)用前景被廣泛看好。2011年我國(guó)燃料乙醇消費(fèi)量為180萬(wàn)噸，根據(jù)國(guó)家相關(guān)規(guī)劃，2020年我國(guó)燃料乙醇消費(fèi)量將達(dá)到1000萬(wàn)噸，加上我國(guó)化工行業(yè)每年消耗工業(yè)級(jí)乙醇約300萬(wàn)噸，市場(chǎng)年需求增長(zhǎng)率為8%～10%，使得乙醇供不應(yīng)求。然而，目前我國(guó)已經(jīng)成為第一醋酸生產(chǎn)大國(guó)，醋酸消費(fèi)結(jié)構(gòu)沒(méi)有發(fā)生明顯變化，產(chǎn)量嚴(yán)重過(guò)剩。醋酸酯加氫制備乙醇工藝的出現(xiàn)能夠替代傳統(tǒng)糧食發(fā)酵制乙醇路線，大量增加乙醇的產(chǎn)量，滿足日益增長(zhǎng)的乙醇需求，并且能夠延伸醋酸產(chǎn)業(yè)鏈，解決醋酸產(chǎn)能過(guò)剩問(wèn)題，為醋酸行業(yè)提供新的需求增長(zhǎng)點(diǎn)。但目前醋酸酯加氫制乙醇工藝的催化劑存在活性低，選擇性低，穩(wěn)定性差，成本高等問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的第一個(gè)目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種活性高，副產(chǎn)物少，產(chǎn)物選擇性好，成本低，反應(yīng)后催化劑再處理簡(jiǎn)單的一種醋酸酯加氫制備乙醇的銅基催化劑。

本發(fā)明的第二個(gè)目的是提供一種制備工藝簡(jiǎn)單、容易操作的醋酸酯加氫制備乙醇的銅基催化劑的制備方法。

本發(fā)明的第三個(gè)目的是提供一種醋酸酯加氫制備乙醇的銅基催化劑的用途。

一種醋酸酯加氫制備乙醇的銅基催化劑，是在復(fù)合載體上負(fù)載有CuO和助劑，所述復(fù)合載體為MgO-SiO₂和TiO₂-SiO₂至少一種，MgO-SiO₂中MgO和SiO₂的質(zhì)量比為5:1-20:1；TiO₂-SiO₂中TiO₂和SiO₂的質(zhì)量比為5:1-20:1，CuO中Cu的質(zhì)量占所述銅基催化劑質(zhì)量的5%～28%，助劑的質(zhì)量占所述銅基催化劑的質(zhì)量的1%～3%，所述助劑為B₂O₃、La₂O₃、ZnO、Nb₂O₅、CaO、BaO、Fe₂O₃、NiO和CoO中至少一種。

銅基催化劑的比表面積為32-462m²/g，孔容為0.17-0.95cm³/g，平均孔徑為15-26nm。

一種醋酸酯加氫制備乙醇的銅基催化劑的制備方法，包括如下步驟：

（1）將銅鹽溶解于1L的三蒸水中，使銅鹽的濃度為0.2mol/L；

（2）加入0.75-5mol鎂鹽或0.38-2.6mol鈦化合物；

（3）加入5-133.7g質(zhì)量濃度為30%的硅溶膠；

（4）加入0.85-2.56g助劑，所述助劑為B₂O₃、La₂O₃、ZnO、Nb₂O₅、CaO、BaO、Fe₂O₃、NiO和CoO中至少一種；

（5）加入氨水調(diào)節(jié)pH=10-11，在室溫下混合2-5h，在80℃-95℃的水浴中陳化3-5h，干燥，研磨，在450℃-550℃下焙燒3h-5h，得到一種醋酸酯加氫制備乙醇的銅基催化劑。

銅鹽優(yōu)選為硝酸銅、醋酸銅、氯化銅、硫酸銅或磷酸銅。

鎂鹽優(yōu)選為硝酸鎂、氯化鎂、碳酸鎂、醋酸鎂和硅酸鎂。

鈦化合物優(yōu)選為TiO₂、TiCl₃、TiCl₄、TiBr₃和TiBr₄。

上述一種醋酸酯加氫制備乙醇的銅基催化劑的用途。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：用本發(fā)明的催化劑催化醋酸酯加氫合成乙醇反應(yīng)時(shí)反應(yīng)活性高，醋酸酯的轉(zhuǎn)化率超過(guò)85%，產(chǎn)物選擇性好，副產(chǎn)物少，乙醇選擇性達(dá)到99%，反應(yīng)后催化劑再生處理簡(jiǎn)單。本發(fā)明的催化劑制備工藝簡(jiǎn)單、容易操作、成本低。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明催化劑評(píng)價(jià)流程示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。下面的實(shí)施例是為了使本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠更好地理解本發(fā)明，但并不對(duì)本發(fā)明作任何限制。

實(shí)施例1

一種醋酸酯加氫制備乙醇的銅基催化劑的制備方法，包括如下步驟：