[發(fā)明專利]用于合成高碳醇的鎳基催化劑及其制備方法與應(yīng)用

有效

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• 申請日: 2021-03-23
• 公開（公告）號: CN113019404B
• 公開（公告）日: 2022-02-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 朱剛利;夏春谷
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所
• 主分類號: B01J27/18
• 分類號: B01J27/18;B01J35/10;B01J37/08;B01J37/02;B01J37/18;C07C29/34;C07C31/12;C07C31/125
• 代理公司: 南京利豐知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 32256
• 代理人: 王茹

本發(fā)明公開了一種用于合成高碳醇的鎳基催化劑及其制備方法與應(yīng)用。所述制備方法包括：將動物骨骼于180～280℃進行第一段熱處理，之后在保護性氣氛中于280～400℃進行第二段熱處理，而后在氧化性氣氛中并于400～600℃進行第三段熱處理，獲得骨粉；以及，使包含鎳鹽、所述骨粉和第一溶劑的第一混合反應(yīng)體系于室溫～100℃反應(yīng)，之后經(jīng)煅燒、還原處理，制得用于合成高碳醇的鎳基催化劑。本發(fā)明提出一種自乙醇出發(fā)，高效綠色地獲取高碳醇的方法，以及廉價金屬催化劑和催化劑制備方法；制備高碳醇的方法中不使用甲醇鈉、氫氧化鈉等不可循環(huán)的均相堿；無需額外的氫氣或者僅需要低壓氫氣，使得對設(shè)備要求很低、安全性很高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于化學(xué)工程技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種用于合成高碳醇的鎳基催化劑及其制備方法與應(yīng)用，尤其涉及用于合成高碳醇的鎳基催化劑及其制備方法，以及鎳基催化劑于乙醇連續(xù)生產(chǎn)高碳醇中的應(yīng)用。

背景技術(shù)

高級醇應(yīng)用非常廣，尤其是在增塑劑領(lǐng)域，例如應(yīng)用于鄰苯二甲酸二丁酯(DBP)、鄰苯二甲酸二己酯(DHP)、鄰苯二甲酸二辛酯(DOP)等傳統(tǒng)增塑劑中。隨著其他更環(huán)保的新型增塑劑，或生物基增塑劑的開發(fā)，高級醇被用在更多的場合。例如新型的增塑劑環(huán)己烷1,2-二羧酸酯(例如環(huán)己烷1,2-二羧酸二辛酯、環(huán)己烷1,2-二羧酸二異壬基酯)，耐寒增塑劑、草酸二辛酯(DOA)。此外高碳醇還用在化妝品、洗滌劑、乳化劑、分散劑、燃油添加劑中，應(yīng)用非常廣泛。

高碳醇的生產(chǎn)方法目前主要有羰基合成法、天然油脂酯化法、正構(gòu)烷烴氧化法、費托合成法等。目前，羰基合成法是工業(yè)上應(yīng)用的生產(chǎn)工藝，它以銠、鈷催化劑，在膦配體等存在下對烯烴進行氫甲酰化的反應(yīng)，將烯烴、一氧化碳、氫氣轉(zhuǎn)化成比烯烴高一個碳數(shù)的醇，例如制備己醇需要戊烯為原料。雖然工藝改進越來越好；但仍存在一定的問題。例如，銠基催化劑的價格很高、而相對便宜的鈷催化劑反應(yīng)條件更苛刻一些；工藝的綠色程度還不夠；需要價格較高的膦配體，而且催化劑失活后膦配體回收困難；需要化工原料烯烴。從生物質(zhì)原料生產(chǎn)綠色地生產(chǎn)高碳醇的方法還很有限。

另一方面，我國每年大量的動物肉類消費量產(chǎn)生了很多廢棄部分，例如僅僅豬肉消費量就在5～6千萬噸左右。在豬、牛、雞鴨等家禽家畜中，骨頭約占總重量的2.0～3.0％。長期以來，除了極少量用于制成鈣粉、飼料添加劑、骨瓷添加劑等，剩余大量地被當(dāng)作廢物(分類：其他垃圾)丟棄，既浪費了資源，又污染了環(huán)境。如果能將這些廢棄物利用，轉(zhuǎn)化為有用資源則可以使國民受益。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的主要目的在于提供一種用于合成高碳醇的鎳基催化劑及其制備方法與應(yīng)用，以克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。

為實現(xiàn)前述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案包括：

本發(fā)明實施例提供了一種用于合成高碳醇的鎳基催化劑的制備方法，其包括：

將動物骨骼于180～280℃進行第一段熱處理，之后在保護性氣氛中于280～400℃進行第二段熱處理，而后在氧化性氣氛中于400～600℃進行第三段熱處理，獲得骨粉；

以及，使包含鎳鹽、所述骨粉和第一溶劑的第一混合反應(yīng)體系于室溫～100℃反應(yīng)，之后經(jīng)煅燒、還原處理，制得用于合成高碳醇的鎳基催化劑。

在一些較為具體的實施方案中，所述制備方法包括：將動物骨骼于220～260℃進行第一段熱處理2～48h，之后在保護性氣氛中于300～380℃進行第二段熱處理1～24h，而后在氧化性氣氛中于450～580℃進行第三段熱處理1～24h，再經(jīng)粉碎處理獲得所述骨粉。

進一步的，所述保護性氣氛包括氮氣氣氛和/或二氧化碳?xì)夥眨也幌抻诖恕?/p>

進一步的，所述氧化性氣氛包括空氣氣氛，且不限于此。

進一步的，所述制備方法還包括：在進行所述第一段熱處理前，先對所述動物骨骼進行粉碎、清洗、干燥處理。

進一步的，所述動物骨骼包括廢棄的無病害的動物骨骼，且不限于此。