[發明專利]用于順酐氣相加氫制γ-丁內酯的催化劑及其制備方法和應用以及制γ-丁內酯的方法

在審

• 申請號: 201811251016.4
• 申請日: 2018-10-25
• 公開（公告）號: CN111097444A
• 公開（公告）日: 2020-05-05
• 發明（設計）人: 趙開徑;馮海強;高繼東;朱躍輝
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司北京化工研究院
• 主分類號: B01J23/889
• 分類號: B01J23/889;C07D307/33
• 代理公司: 北京思創畢升專利事務所 11218
• 代理人: 孫向民;廉莉莉

本發明屬于催化劑技術領域，公開了一種用于順酐氣相加氫制γ?丁內酯的催化劑及其制備方法和應用以及制γ?丁內酯的方法，以催化劑的總重量計，該催化劑包括：CuO 40?70wt％、ZnO 15?40wt％、Al₂O₃ 3?10wt％、La₂O₃ 2?8wt％和MnO 1?5wt％。本發明的催化劑具有較高的活性和選擇性，順酐轉化率大于99％，γ?丁內酯選擇性大于96％。

技術領域

本發明涉及催化劑技術領域，更具體地，涉及一種用于順酐氣相加氫制γ-丁內酯的催化劑及其制備方法，該用于順酐氣相加氫制γ-丁內酯的催化劑的應用，以及一種順酐氣相加氫制γ-丁內酯的方法。

背景技術

γ-丁內酯是一種重要的有機化工產品。作為溶劑，可溶解大多數低分子聚合物及部分高分子聚合物以及樹脂，是一種高安全性、低毒環保型溶劑；作為原料，可生產γ-丁內酰胺、N-甲基吡咯烷酮和N-乙烯基吡咯烷酮，以及作為除草劑、香料、醫藥、染料等產品的中間體。

目前，工業上合成γ-丁內酯的方法有許多種，以順酐為原料的順酐加氫法是其中一種，該方法具有流程簡單，投資少等優點。我國是順酐生產大國，在順酐深加工產品中，γ-丁內酯是附加值很高的一種產品。

順酐加氫法又分為液相加氫法和氣相加氫法，但無論是哪種方法，國內生產裝置均規模偏低。由于催化劑自身壽命短、產能低、運行不穩定等缺陷，制約了其在工業中的應用。

目前，有關順酐加氫制備γ-丁內酯的專利很多。如公開號為 CN106955710A及CN101940927A的專利申請中，使用的是液相加氫法，但是液相加氫法對于催化劑的性能要求較高，且反應壓力較高，生產工藝復雜，難于工業化。公開號為CN1058400A的專利申請中，公開了一種適用于順酐氣相加氫制γ-丁內酯催化劑的制備方法，但是該催化劑對γ-丁內酯的選擇性偏低，在85％左右。

因此，急需開發生產工藝簡單、催化效能高的催化劑。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術的缺陷，提供一種生產工藝簡單、催化效能高的用于順酐氣相催化加氫制γ-丁內酯的催化劑及制備方法和用途。使得制備的催化劑具有催化劑活性和選擇性高，催化反應在常壓下進行，原料順酐無需溶劑溶解的特點，具備工業應用性能。

為了實現上述目的，本發明的第一方面提供了一種用于順酐氣相加氫制γ-丁內酯的催化劑，以催化劑的總重量計，該催化劑包括：CuO 40-70wt％、 ZnO 15-40wt％、Al₂O₃3-10wt％、La₂O₃ 2-8wt％和MnO 1-5wt％。

本發明的第二方面提供了上述催化劑的制備方法，該制備方法包括：將所述催化劑各組分的前體溶液通過共沉淀法制備得到所述催化劑。

本發明的第三方面提供了上述催化劑在順酐氣相加氫制γ-丁內酯反應中的應用。

本發明的第四方面提供了一種順酐氣相加氫制γ-丁內酯的方法，該方法包括：

將上述催化劑活化后與氫氣和順酐進行接觸反應，制備γ-丁內酯；

其中，所述氫氣和順酐的摩爾比為10-30：1，順酐的空速為0.1hr^-1-0.5 hr^-1，所述接觸反應的溫度為200-300℃、壓力為0.1-0.3MPa。

本發明與現有技術相比具有如下優點：

(1)催化劑具有較高的活性和選擇性，順酐轉化率大于99％，γ-丁內酯選擇性大于96％；

(2)催化反應在常壓下進行，工藝流程簡單，操作方便，投資更少；