[發明專利]一種用于順酐加氫制備丁二酸酐和1,4-丁二醇的新型催化劑

有效

• 申請號: 202110616637.3
• 申請日: 2021-06-03
• 公開（公告）號: CN113332999B
• 公開（公告）日: 2022-09-13
• 發明（設計）人: 李海濤
• 申請（專利權）人: 上海貫新科技有限公司
• 主分類號: B01J23/89
• 分類號: B01J23/89;C07D307/60;C07C31/20;C07C29/149
• 代理公司: 洛陽九創知識產權代理事務所(普通合伙) 41156
• 代理人: 炊萬庭

本發明涉及一種用于順酐加氫制備丁二酸酐和1,4?丁二醇的新型催化劑，所述催化劑含有載體和負載在載體上的金屬組分，金屬組分包含第一活性中心組分、第二活性中心組分、第一助劑和第二助劑，第一活性中心組分的重量比為0.05％～1％，第二活性中心組分的重量比為10～30％，第一助劑和第二助劑的的總重量比為10％～30％，余量為載體。本發明的催化劑應用于順酐加氫制備丁二酸酐和1,4?丁二醇的反應中，反應轉化率高達100％，反應在低溫低壓下進行時，丁二酸酐的選擇性高達99％以上，反應在較高的溫度和壓力時，1,4?丁二醇的選擇性可達95％以上，且可以通過調節反應條件控制不同的產物組成，達到采用同時制備生產兩種產品的目的，降低了設備費用和生產成本。

技術領域

本發明涉及催化劑技術領域，具體涉及一種用于順酐加氫制備丁二酸酐和1,4-丁二醇的新型催化劑。

背景技術

丁二酸酐和1,4-丁二醇都是重要的化工原料，丁二酸酐及下游產品廣泛應用于食品、表面活性劑、涂料、醫藥、農業、塑料等領域；1,4丁二醇及下游產品廣泛應用于有機溶劑、塑料、農藥、醫藥和化妝品等領域。丁二酸酐經簡單工藝水解后得到丁二酸，丁二酸和1,4-丁二醇聚合合成可降解塑料PBS，隨著限塑令的推行，市場對可降解塑料的需求大幅增加，帶動丁二酸酐和1,4-丁二醇的需求增加。

丁二酸酐和1,4-丁二醇都可以通過順酐制備。通常丁二酸酐通過順酐直接加氫制的，使用貴金屬Pd催化劑或非貴金屬Ni系催化劑制得，公開號為CN105833863A的中國專利公開了一種用于順酐低溫加氫制丁二酸酐的負載型鈀催化劑及其制備方法和應用，授權號為CN101502802B的中國專利公開了一種用于順酐加氫連續生產丁二酸酐的Ni基負載型催化劑及其制備方法和應用。通常1,4-丁二醇經過順酐酯化再加氫間接制得，使用順酐直接加氫制備1,4-丁二醇的報道較少，授權號為CN1049207C的中國專利公開了一種以順酐和/或琥珀酸酐為原料，在催化劑的作用下直接加氫制1,4-丁二醇的方法，其活性組分為Cu、Zn、Cr等，在反應溫度為228℃，反應壓力為7MPa、LHSV為0.1h-1，氫酐比為300的條件下得到順酐轉化率為100％，1,4-丁二醇的選擇性為66％，γ-丁內酯的選擇性為26％，四氫呋喃的選擇性為4％的結果，此方法反應壓力高，副產物γ-丁內酯和四氫呋喃選擇性高，對反應設備要求較高且增加了后續分離成本。

順酐加氫歷程中先生成丁二酸酐，丁二酸酐再加氫脫水生成γ-丁內酯，γ-丁內酯加氫生成1,4-丁二醇，同時γ-丁內酯加氫脫水生成四氫呋喃，而1,4-丁二醇脫水也可以生成四氫呋喃。因此，通過順酐加氫的方法，在其他副產物選擇性低的情況下，高選擇性制備1,4-丁二醇比較困難。在同一催化劑上高選擇性的同時制備丁二酸酐和1,4-丁二醇更為困難。

發明內容

本發明的目的是為解決上述技術問題及不足，提供一種用于順酐加氫制備丁二酸酐和1,4-丁二醇的新型催化劑，以及該催化劑的制備方法和應用。

本發明為解決上述技術問題的不足，所采用的技術方案是：一種用于順酐加氫制備丁二酸酐和1,4-丁二醇的新型催化劑，所述催化劑含有載體和負載在載體上的金屬組分，其中金屬組分包含第一活性中心組分、第二活性中心組分、第一助劑和第二助劑，所述第一活性中心組分為Pd、Ru、Pt或Au中的一種或任意幾種，第二活性中心組分為Cu、Ni、Co和Cr中的一種或任意幾種，第一助劑為Zn、Mo、W、Fe中的一種或任意幾種，第二助劑為La或Ce中的一種或兩種；所述催化劑組成中第一活性中心組分的重量比為0.05％～1％，第二活性中心組分的重量比為10～30％，第一助劑和第二助劑的的總重量比為10％～30％，余量為載體。

作為本發明一種用于順酐加氫制備丁二酸酐和1,4-丁二醇的新型催化劑的進一步優化，所述載體為活性炭、三氧化二鋁、二氧化硅、二氧化鈦或硅鋁分子篩的一種或任意幾種。

一種用于順酐加氫制備丁二酸酐和1,4-丁二醇的新型催化劑的制備方法，包括如下步驟：