[發明專利]醋酸加氫催化劑及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201810326381.0
• 申請日: 2018-04-12
• 公開（公告）號: CN110368967B
• 公開（公告）日: 2022-06-21
• 發明（設計）人: 龍俊英;田樹勛;陳強;張雪冰;孟祥堃;胡云劍;程繼紅
• 申請（專利權）人: 國家能源投資集團有限責任公司;北京低碳清潔能源研究院
• 主分類號: B01J27/188
• 分類號: B01J27/188;B01J27/19;B01J35/10;B01J23/62;C07C29/149;C07C31/08;B01J21/10
• 代理公司: 北京信諾創成知識產權代理有限公司 11728
• 代理人: 熊保;陳悅軍

本發明涉及加氫催化劑領域，公開了一種醋酸加氫催化劑及其制備方法和應用。該加氫催化劑包括改性載及負載在改性載體上的活性組分和可選的活性助劑；所述改性載體含有載體和載體改性劑，載體改性劑包括鎂鋁尖晶石及可選的改性助劑，所述改性助劑選自第一改性助劑和/或第二改性助劑，第一改性助劑選自堿金屬、堿土金屬和稀土金屬以及各自氧化物中的至少一種，第二改性助劑選自堿金屬偏硅酸鹽和堿土金屬偏硅酸鹽中的至少一種。本發明的醋酸加氫催化劑在醋酸加氫制乙醇反應中具有較高的催化劑活性、乙醇選擇性和穩定性。

技術領域

本發明涉及加氫催化劑領域，具體涉及一種醋酸加氫催化劑及其制備方法和應用。

背景技術

乙醇是目前工業生產中產量最大、歷史最悠久的一種工業發酵產品，作為重要的基本化工原料，該產品廣泛應用于化工、軍工、醫藥、食品等領域。目前我國燃料乙醇的生產主要依靠糧食發酵和生物質路線，但出于糧食安全、“與人爭糧”、政策補貼下降等方面因素考慮，糧食發酵法已逐步退出了乙醇生產領域。開發新原料和新工藝生產燃料乙醇，部分取代以糧食為原料的工藝，既可保護我國的糧食安全，又可減少對進口石油資源依賴，增強我國能源安全。目前，國內醋酸產能嚴重過剩和乙醇需求一路飆升，促使醋酸加氫制乙醇在經濟上具有可行性，因此以醋酸加氫制乙醇的技術開發成為新的研究熱點。

醋酸加氫制乙醇是指在催化劑的存在下，將醋酸直接或間接轉化為乙醇的方法，所采用的催化劑直接影響該反應的操作條件以及促醋酸的轉化率和乙醇的選擇性。

US7863489公開了一種乙酸直接生產乙醇的方法，所采用的加氫催化劑的載體選自氧化硅、硅酸鈣、石墨、氧化鋁等，活性組分為鉑和錫，采用該加氫催化劑在250℃，氣體空速為2500h^-1，壓力為22bar的條件下進行乙酸加氫反應，乙酸的轉化率為70-85％，乙醇選擇性在93％以上。

US7608744公開了一種使用鈷催化劑由乙酸制備乙醇的方法，所述鈷催化劑由在催化劑載體上的0.1wt％-20wt％的鈷和其它金屬組成，其它金屬選自Pt、Pd、Ru、V、Cr、W、Zn等金屬，所述載體選自石墨、二氧化硅，硅酸鈣、氧化鋯、氧化鈦等；采用所述加氫催化劑在250℃，氣體空速為2500h^-1，壓力為22bar的條件下進行乙酸加氫反應，乙醇的選擇性超過95％，醋酸轉化率不超過71％。

上述專利文獻公開的負載型Pt催化劑在醋酸加氫中顯示較好的乙醇選擇性，但是醋酸的轉化率較低。另外，由于醋酸加氫制乙醇過程中放熱量大，導致催化劑的壽命較短，穩定性差。

CN103331158A公開了一種醋酸加氫制乙醇的催化劑及其制備方法，所述催化劑為多組分負載型催化劑，包括組分a、b、c和載體；其中，組分a選自鈣、鉀、鈉、鋇、鍶或其氧化物中的一種或多種；組分b選自錫、鈷、鉬、鎳、鐵或其氧化物中的一種或多種；組分c選自鉑、鈀、釕、銠或其氧化物中的一種或多種；載體選自二氧化硅、二氧化鈰、二氧化鈦、石墨、三氧化二鋁或活性炭。該制備方法通過多步浸漬法，將上述組分負載在載體上，采用該方法制備的催化劑表現了較好的活性和穩定性，但該方法的工藝繁雜，每一步浸漬都需要經過干燥和焙燒的長時間處理，且反應過程中氫酸比較大，空速較大，用氣量大，增加了裝置的負荷成本。

可見，針對醋酸加氫反應，有必要優化加氫催化劑及其制備方法，使催化劑同時具備較高的醋酸轉化率、乙醇選擇性以及穩定性。

發明內容

本發明的目的在于提供一種醋酸加氫催化劑及其制備方法和應用。本發明通過對載體進行改性，明顯提高了醋酸加氫催化劑的催化活性以及對乙醇的選擇性，且該催化劑具有高穩定性的特點。