[發(fā)明專利]一種乙酸加氫制乙醇的方法

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• 申請日: 2018-04-18
• 公開（公告）號: CN108358752A
• 公開（公告）日: 2018-08-03
• 發(fā)明（設計）人: 肖錦
• 申請（專利權）人: 肖錦
• 主分類號: C07C29/149
• 分類號: C07C29/149;C07C31/08;B01J23/835
• 代理公司: 深圳市精英專利事務所 44242
• 代理人: 馮筠

本發(fā)明公開了一種乙酸加氫制乙醇的方法，所述的方法為：在溫度150～250℃、壓力0.1～3.0MPa、質(zhì)量空速10～12小時^‐1、氫氣與乙酸進料物質(zhì)的量之比1:1～20:1的條件下，將乙酸和氫氣混合，與負載型的Fe‐Sn/Al₂O₃催化劑接觸進行加氫反應，獲得乙醇，催化劑價格較低活性高，可在低溫低壓高空速的條件下得到乙醇，降低了乙醇得生產(chǎn)成本。

技術領域

本發(fā)明涉及有機化工領域，尤其涉及一種乙酸加氫制乙醇的方法。

背景技術

乙醇是一種優(yōu)質(zhì)的液體燃料，硫分和灰分較低，燃燒性能與汽油相似，具有較高含氧量和辛烷值，較普通汽油燃燒完全、一氧化碳排放量低，使用乙醇汽油能顯著地減少燃燒汽油所導致的環(huán)境污染，乙醇被稱為21世紀“綠色能源”。隨著石油供求矛盾加劇，環(huán)境壓力日益沉重，世界各國普遍關注可替代能源，推動了燃料乙醇的發(fā)展。現(xiàn)有乙醇生產(chǎn)技術大多以農(nóng)作物為原料，受到原料的限制，生產(chǎn)成本較高，難以滿足燃料乙醇的需求。乙酸催化加氫是制取乙醇的可行路徑，也是由煤間接制液體燃料的有效途徑。隨著煤化工發(fā)展，乙酸供大于求。由乙酸加氫制乙醇不僅能解決乙醇生產(chǎn)問題，還能有效解決醋酸產(chǎn)能過剩的問題，因而該工藝已成為國內(nèi)外研究的熱點。

國內(nèi)外關于乙酸加氫制乙醇的加氫催化劑和反應工藝開展了大量研究。加氫催化劑主要采用負載型鈀或鉑催化劑、含有其他金屬的負載型鈀或鉑催化劑，以及銅負載型催化劑。由于鈀和鉑為貴金屬，負載型鈀或鉑催化劑價格昂貴，乙醇生產(chǎn)成本較高。另外，由于銅負載型催化劑穩(wěn)定性較差，該催化劑難以工業(yè)應用。開發(fā)成本低、性能穩(wěn)定的非貴金屬加氫催化劑及乙酸加氫工藝是重要的發(fā)展方向。

醋酸直接加氫制乙醇技術的關鍵是開發(fā)出高醋酸轉(zhuǎn)化率、高乙醇選擇性的催化劑，由于研究較少，所以開發(fā)難度較大，但近年來，這方面正在取得重要進展。有關文獻報道了一種負載型雙金屬催化劑Pt‐Fe/SiO2。該雙金屬相對于單金屬催化劑可以增加Fe的還原能力、增強反應活性、消除了反應誘導期、以及避免Fe在反應過程中生成碳化鐵而引起反應失活。但是這種催化劑的主要反應產(chǎn)物是乙醛，乙醇選擇性最高僅為40％。US20100197485A1公開了在Pt‐Sn/SiO2催化劑體系中加入CaSiO3，在250℃、22bar、GHSV2500h‐1條件下，乙醇的選擇性可以達到92％，但乙酸的轉(zhuǎn)化率只有24％。CN103170337A公開了一種用于生產(chǎn)乙醇的催化劑及其制備方法，采用雙金屬催化劑，一種金屬為貴金屬鉑、釕或鈀，另一種金屬為鐵、鈷或錫。但是貴金屬含量比較高，為2％。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的是提供一種乙酸加氫制乙醇的方法，即用負載型的Fe‐Sn/Al₂O₃催化劑乙酸加氫制乙醇的方法，解決了負載型鈀或鉑催化劑價格昂貴所導致的乙醇反應溫度和壓力高、空速低等問題。

本發(fā)明提供一種用負載型的Fe‐Sn/Al₂O₃催化劑乙酸加氫制乙醇的方法，所述的方法為：在溫度150～250℃、壓力0.1～3.0MPa、質(zhì)量空速10～12小時^‐1、氫氣與乙酸進料物質(zhì)的量之比1:1～20:1的條件下，將乙酸和氫氣混合，與負載型的Fe‐Sn/Al₂O₃催化劑接觸進行加氫反應，獲得乙醇；催化劑失活后再生，循環(huán)利用；

所述負載型的Fe‐Sn/Al₂O₃催化劑使用非貴金屬Fe和Sn作為活性組分，可以有效地改善乙酸加氫制乙醇反應中的乙酸轉(zhuǎn)化率、乙醇選擇性和收率。特別地，所述催化劑中Fe和Sn的含量在上述范圍內(nèi)時，催化劑對乙酸加氫制乙醇反應的改善效果更好。優(yōu)選情況下，F(xiàn)e和Sn的重量比為1：0.1‐10；優(yōu)選地，F(xiàn)e和Sn的重量比為1：0.3‐8。調(diào)控Fe和Sn的重量比可以更好地提高乙酸的轉(zhuǎn)化率和乙醇的選擇性、收率。