[發明專利]一種醋酸加氫催化劑及其應用

有效

• 申請號: 201710373077.7
• 申請日: 2017-05-24
• 公開（公告）號: CN107349947B
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發明（設計）人: 蒲延芳;黃龍;趙素云;李景斌
• 申請（專利權）人: 沈陽三聚凱特催化劑有限公司;北京石油化工學院
• 主分類號: B01J27/232
• 分類號: B01J27/232;B01J23/835;B01J23/885;B01J23/888;B01J37/08;B01J37/10;B01J37/02;C07C29/149;C07C31/08
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產權代理有限公司 11250
• 代理人: 李靜

本發明提供的一種醋酸加氫催化劑，包括活性組分和載體，重點在于還包括鈣和鋇中的一種或兩種的碳酸鹽。本發明中采用碳酸鈣和碳酸鋇降低了催化劑酸量的同時避免了強堿性物質的生成，進而使得催化劑表面固體堿量大幅下降，從而實現了醋酸加氫催化劑在降低催化劑酸量的同時其堿量也并未提高，進而避免了副產物丙酮、異丙醇的產生。

技術領域

本發明涉及催化劑領域，具體涉及一種醋酸加氫催化劑及其應用。

背景技術

乙醇是一種重要的化工、醫藥、能源和食品原料。醋酸加氫制備乙醇是目前工業上制備乙醇的常用方法之一。該方法制備乙醇主要包括兩種途徑，一是醋酸經酯化生成醋酸酯，然后醋酸酯加氫生成乙醇，再進行精制生產乙醇產品；二是醋酸直接加氫生成乙醇，再經精制過程生產乙醇產品。無論上述哪種制備乙醇的過程中，都會產生大量的副產物如甲烷、乙烷、一氧化碳、乙醛、乙醚、醋酸乙酯和丙酮等。而在加氫過程中使用的催化劑，能有效的減少副產物的產生，提高乙醇的產量。影響醋酸加氫催化劑的催化性能主要有兩個方面，一是催化劑表面的酸性位，催化劑表面的布朗斯特酸性位會促使乙醇轉化為乙酸乙酯，降低乙醇的產量，二是活性成分，其影響催化劑的催化活性，目前用于醋酸加氫制乙醇的催化劑的活性成分多為貴金屬，如Pt、Ag等，在大規模乙醇的制備中，往往會導致規劃及的造價過高，且沒有對催化劑的表面酸性位修飾，從而使得現有的醋酸加氫催化劑在催化過程中選擇性差。

在現有技術中，中國專利文獻CN102093162B一種用醋酸酯加氫制備乙醇的方法，公開了使用的催化加氫催化劑的活性成分為銅，載體為二氧化硅，并以過渡金屬或/和堿金屬中的一種或幾種作為助劑；且限定了在的來源為硅酸鹽等，并且還限定了堿金屬為鎂和鋇中的一種。上述催化劑中摒棄了使用貴金屬作為活性組分，降低了催化劑的造價，并且使用硅酸鹽的載體，也減少了催化劑表面的酸性位，但是上述專利在降低載體表面酸性位的同時提高了載體表面的堿性，然而催化劑表面堿性的增加會使得副產物丙酮的量大大增加，進而降低乙醇的產率，同時在丙酮產生的過程中，還會副產二氧化碳氣體，造成循環氫氣中的惰性氣體累計增加，從而需要從循環氣中排出一部分，即所謂的馳放氣，這會造成加氫過程中氫氣消耗量增加，并且丙酮在氫氣中會轉化為異丙醇，然而異丙醇與乙醇由于沸點接近，是非常難分離的，往往是無法分離的，這就造成了乙醇中含有大量的異丙醇雜質，這一點在專利CN102414150A中有相關敘述，進而造成對乙醇產品性質的不利影響。

丙酮和異丙醇是醋酸加氫制乙醇中的難題，如Salvador 和EnriqueIglesia考察了負載的釕基催化劑上的醋酸氣相加氫反應(文章發表在2009年北美催化會議)，反應條件為：溫度150～350℃、常壓；丙酮是主要的副產物之一，在極端的情況下丙酮的選擇性可以達到40％。作者還考察了以純載體作為催化劑時的醋酸轉化情況，發現在純載體上也有丙酮的生產，極端的情況下可以達到30％左右；作者認為丙酮的生成也是由于催化劑的表面堿性造成。因此在降低催化劑表面酸性的同時，降低表面堿性也是至關重要的，但是就目前而言，人們關注甚少。

發明內容

因此，本發明要解決的技術問題在于克服現有技術中在降低載體表面酸性位的同時增加了載體表面堿性，從而導致副產物丙酮、異丙醇量增加，降低乙醇的產量和純度的缺陷，從而提供一種醋酸加氫催化劑及其應用。

一種醋酸加氫催化劑，包括活性組分和載體，還包括調節組分，所述調節組分為堿金屬和/或堿土金屬碳酸鹽中的一種或幾種。

優選的是，所述的醋酸加氫催化劑中，所述調節組分選自碳酸鈣、碳酸鉀、碳酸鎂、碳酸鈉和碳酸鋇中的一種或幾種。

優選的是，所述的醋酸加氫催化劑中，所述調節組分為碳酸鈣和/或碳酸鋇。

優選的是，所述的醋酸加氫催化劑中，所述碳酸鹽的晶相粒度為2-20nm。

優選的是，所述的醋酸加氫催化劑中，所述調節組分占所述醋酸加氫催化劑總質量的0.5-8wt％。