[發明專利]加氫催化劑及其制備方法和應用以及順酐加氫制丁二酸酐的方法

在審

• 申請號: 202011118431.X
• 申請日: 2020-10-19
• 公開（公告）號: CN114433100A
• 公開（公告）日: 2022-05-06
• 發明（設計）人: 馮海強;趙開徑;朱躍輝;高繼東
• 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: B01J23/83
• 分類號: B01J23/83;C07D307/60
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 王崇;李婉婉

本發明涉及催化劑技術領域，具體地，涉及一種加氫催化劑及其制備方法和應用以及順酐加氫制丁二酸酐的方法，該催化劑包括載體以及負載在所述載體上的活性組分，所述活性組分含有Ni元素、Cu元素和Ce元素，所述載體含有SiO₂；所述催化劑中，以所述催化劑的總重量為基準，以氧化物計，所述Ni元素的含量為10?40重量％，Cu元素的含量為1?5重量％，所述Ce元素的含量為1?8重量％，所述載體的含量為47?88重量％。本發明的催化劑具有優異的催化活性和丁二酸酐選擇性，且催化劑成本低，工藝簡單，能夠應用于連續的大規模生產。

技術領域

本發明涉及催化劑技術領域，具體地，涉及一種加氫催化劑及其制備方法和應用以及順酐加氫制丁二酸酐的方法。

背景技術

丁二酸酐，又名琥珀酸酐，是一種重要的有機合成中間體和精細化工原料，被廣泛地應用于食品、表面活性劑、涂料、醫藥、農業、塑料等領域。由于其獨特的分子結構，丁二酸酐可以發生水解、醇解、酯化、鹵化等反應，伴隨著我國農藥、醫藥和石油化工等行業的發展，對丁二酸酐的需求量在逐年增加，特別是高純度的丁二酸酐，對外依存度較高。

目前，工業上采用的丁二酸酐的生產方法有：生物發酵法、丁二酸脫水法和順酐催化加氫法。其中，生物發酵法雖然環境友好，但該方法生產成本高、產品收率低，很難滿足工業生產的需要；丁二酸脫水法技術門檻較低，但生產規模小，產品品質較低，難以滿足高純度丁二酸酐原料市場的供應；順酐催化加氫法具有工藝流程簡單、操作方便、設備利用率高、運行成本低以及產品純度高的優點，是目前最為高效的生產丁二酸酐的工藝。

順酐分子具有一個C＝C鍵以及兩個C＝O鍵，在一定催化條件下，對C＝C鍵的選擇性加氫可以合成丁二酸酐；繼續對其中一個C＝O鍵加氫，可以合成γ-丁內酯；接著對另一個C＝O鍵加氫，則可合成四氫呋喃。由此可見，深度加氫會降低丁二酸酐的選擇性，如何控制加氫反應在C＝C鍵加氫階段是順酐加氫制備丁二酸酐最主要的問題，需要尋找合適的催化劑來提高丁二酸酐的選擇性。

US5616730A公開了一種用于催化順酐加氫制備丁二酸酐的催化劑及連續生產丁二酸酐的方法，該催化劑以SiO₂負載鎳，添加了Pd或Pt作為助劑，該工藝條件中，反應條件較為苛刻，反應壓力高達15MPa，需要對反應器的設置和材質有特殊要求，限制了其的大規模應用。

US1541210A和EP0691335A公開的方法中，均選擇了貴金屬Pd作為主要活性組分制備催化劑，雖然加氫選擇性較高，但貴金屬的用量占到了催化劑總重量的3.0-10.0重量％，大大增加了生產成本，難以實現工業化。

CN109529850A公開了一種SiO₂負載Ni的順酐加氫制備丁二酸酐的催化劑的制備方法及其應用，該催化劑用于液相加氫反應中的壓力較高(5.0MPa)，并且只能用于間歇式合成反應用，無法應用于連續的大規模生產。

綜上可知，現有的加氫催化劑的活性和丁二酸酐選擇性等性能有待進一步提高，且催化劑成本高、工藝流程復雜，無法應用于連續的大規模生產。

發明內容

本發明的目的是為了克服現有技術中存在的加氫催化劑的活性和丁二酸酐選擇性有待進一步提高，且催化劑成本高、工藝流程復雜，無法應用于連續的大規模生產的缺陷，提供一種加氫催化劑及其制備方法和應用以及順酐加氫制丁二酸酐的方法，該催化劑具有優異的催化活性和丁二酸酐選擇性，且催化劑成本低，工藝簡單，能夠應用于連續的大規模生產。

為了實現上述目的，本發明第一方面提供一種加氫催化劑，該催化劑包括載體以及負載在所述載體上的活性組分，所述活性組分含有Ni元素、Cu元素和Ce元素，所述載體含有SiO₂；

所述催化劑中，以所述催化劑的總重量為基準，以氧化物計，所述Ni元素的含量為10-40重量％，Cu元素的含量為1-5重量％，所述Ce元素的含量為1-8重量％，所述載體的含量為47-88重量％。