[發明專利]分子篩催化劑及其制備方法和纖維素催化加氫生產生物乙醇的方法

有效

• 申請號: 202110006490.6
• 申請日: 2021-01-05
• 公開（公告）號: CN112717978B
• 公開（公告）日: 2023-06-16
• 發明（設計）人: 岑友良;王寶石;黃新龍;班新海;戶勇;陳衛東;馬天軍
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中石化煉化工程（集團）股份有限公司
• 主分類號: B01J29/04
• 分類號: B01J29/04;C07C29/09;C07C31/08
• 代理公司: 北京超凡宏宇專利代理事務所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 陳秋夢

本發明涉及生物乙醇制備技術領域，具體而言，涉及分子篩催化劑及其制備方法和纖維素催化加氫生產生物乙醇的方法。分子篩催化劑包括W摻雜的介孔硅基分子篩和負載于所述W摻雜的介孔硅基分子篩的具有加氫活性的金屬。該分子篩催化劑的組成成分簡單，能夠高效催化纖維素水解加氫制備生物乙醇，且催化條件溫和，易于實現。

技術領域

本發明涉及生物乙醇制備技術領域，具體而言，涉及分子篩催化劑及其制備方法和纖維素催化加氫生產生物乙醇的方法。

背景技術

生物乙醇是一種優質可再生的清潔能源，添加于汽油燃料里可替代部分石油基燃料能降低污染物排放，已在國際上得到廣泛使用。目前燃料乙醇主要依靠含糖的糧食為原料經發酵制得，但這種依賴會打破世界范圍內糧食供需的平衡。而利用來源廣泛的農、林廢棄物等各類木質纖維素為原料生產燃料乙醇有著極為廣闊的前景，也是近年來生物化工技術領域研究的一個焦點。

目前，纖維素制乙醇的主要工藝是生物發酵法，即將纖維素水解生成可發酵單糖，進而通過微生物發酵生成燃料乙醇的技術，但是這種方法生產周期長，而且產物中乙醇濃度低。從纖維素生物質出發利用化學法水解加氫制備生物乙醇被視為纖維素轉化的新型利用途徑，此方法在轉化過程中纖維素中葡萄糖單元的羥基得到大量保留，整個過程原子經濟性較高，顯示了較強的工業利用前景。但是現有技術中利用水解加氫制備生物乙醇的過程中采用的催化劑的成分過于復雜(例如CN?108623436?A)，包括第一活性組分、第一助劑、第一載體、第二活性成分、第二助劑和第二載體等；同時其反應過程中需要分段控制反應溫度，最終溫度高達350℃，這些不利因素都限制了纖維素水解加氫制備生物乙醇的應用。

鑒于此，特提出本發明。

發明內容

本發明的目的在于提供分子篩催化劑及其制備方法和纖維素催化加氫生產生物乙醇的方法。本發明實施例提供一種新的分子篩催化劑，其組成成分簡單，能夠高效催化纖維素水解加氫制備生物乙醇，且催化條件溫和，易于實現。

本發明是這樣實現的：

第一方面，本發明提供一種分子篩催化劑，其包括W摻雜的介孔硅基分子篩和負載于所述W摻雜的介孔硅基分子篩的具有加氫活性的金屬。

在可選的實施方式中，所述金屬包括Ru、Pd、Pt、Co、Cu、Fe和Ni中的至少一種；優選為Pt。

在可選的實施方式中，所述金屬的負載量為2-3％，優選為2％。該負載量表示的是金屬在分子篩催化劑中的質量含量。

在可選的實施方式中，所述W摻雜的介孔硅基分子篩為Si/W摩爾比大于10的分子篩；

優選地，所述W摻雜的介孔硅基分子篩包括W-SBA-15、W-MCM-22、W-MCM-41、W-MCM-48、W-MCM-50、W-SBA-2、W-SBA-3、W-SBA-16、W-HMS、W-KIT-1和W-KIT-6中的任意一種；

優選地，所述W摻雜的介孔硅基分子篩中W的含量為1-4.6％。

在可選的實施方式中，所述分子篩催化劑中Pt的負載量為1-3％；例如分子篩催化劑包括負載3％Pt的W-SBA-15Pt(記為：3％Pt/W-SBA-15)、負載2％的Pt的W-MCM-41(記為2％Pt/W-MCM-41)和負載1％Pt和1％Cu的W-MCM-41(記為1％Pt1％Cu/W-MCM-41)中的任意一種。

第二方面，本發明提供如前述實施方式任一項所述的分子篩催化劑的制備方法，包括：將具有加氫活性的金屬負載于W摻雜的介孔硅基分子篩上。

在可選的實施方式中，負載的方法包括浸漬法或沉積法；

優選地，負載的步驟包括：將含有所述金屬的金屬原料與所述W摻雜的介孔硅基分子篩作用，使得所述金屬負載于W摻雜的介孔硅基分子篩上；