[發明專利]一種脂肪酸甲酯加氫制高碳醇的催化劑及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202210983808.0
• 申請日: 2022-08-17
• 公開（公告）號: CN115301235A
• 公開（公告）日: 2022-11-08
• 發明（設計）人: 黃寬;江莉龍;曹彥寧;余攀結;蔡鎮平;馬永德
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: B01J23/72
• 分類號: B01J23/72;B01J23/80;B01J37/03;B01J37/02;C07C29/149;C07C31/125
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 林文弘;蔡學俊

本發明公開了一種用于脂肪酸甲酯加氫制高碳醇的催化劑，所述催化劑的活性中心為Cu，此外還引入其他金屬如：Zn、Co、Ni等作為金屬助劑；催化劑的載體為ZrO₂或TiO₂。本發明通過引入助劑和改變載體制備條件與處理條件，可以有效提高催化劑表面Cu⁰物種的含量、Cu物種的分散度和載體表面的氧空位濃度，從而提高脂肪酸甲酯在催化劑上加氫制醇活性。在溫和條件下，本發明的催化劑既具有高的脂肪酸甲酯催化加氫制備脂肪醇的轉化率和選擇性，解決了傳統催化劑反應條件苛刻的缺點，以及傳統銅?鉻催化劑使用過程中鉻的流失而導致的環境污染問題。

技術領域

本發明屬于脂肪醇制備技術領域，具體涉及一種用于脂肪酸甲酯加氫制高碳醇的催化劑及其制備方法和應用。

背景技術

脂肪醇作為大宗化工產品脂肪酸甲酯的下游產品，素有“工業味精”之稱，常被用于制備增塑劑、表面活性劑、洗滌劑、潤滑劑等一系列精細化工產品，對國民經濟的發展起著重要作用。脂肪醇的生產工藝包括油脂鈉還原法、脂肪酸加氫法和脂肪酸酯加氫法等。鈉還原法可生產不飽和醇，但是該工藝會產生劇毒的氰化物，且反應體系中不能有水的存在；脂肪酸加氫法需要在高溫高壓的條件下進行，且對設備具有較強的腐蝕性。脂肪酸酯加氫制備脂肪醇的反應條件較溫和、所得脂肪醇的品質較高。因此，采用脂肪酸酯加氫制備脂肪醇具有較好的工業前景，脂肪酸酯加氫制脂肪醇的催化劑的設計與開發收到了科研人員的廣泛關注。

傳統的脂肪酸酯加氫制脂肪醇催化劑以CrCuO₄催化劑為代表，但是該類催化劑存在有Cr流失的問題，會對生態環境造成危害。近年來，一些專利報道了銅-鐵-鋁-鋅催化劑和銅-鉻-鎂-硅-鋇催化劑，但都存在有加氫活性差、選擇性低等問題。

本發明所述催化劑實現了在溫和反應條件下進行脂肪酸甲酯加氫制備脂肪醇，解決了傳統脂肪醇生產過程中反應條件苛刻，能耗高，催化劑易失活的問題。本發明適用于脂肪酸甲酯的反應，反應溫度在230~380℃，氫壓在0~8MPa，原料轉化率達100%，對脂肪醇的選擇性較高（85%以上）。

發明內容

本發明的目的是在于提供一種用于脂肪酸甲酯加氫制高碳醇的催化劑的制備方法，用以解決上述背景技術中提出的問題。本發明的催化劑能在較溫和的條件下進行脂肪酸甲酯向脂肪醇的轉化，且原料轉化率可達100%，對脂肪醇的選擇性較高（85%以上），解決了脂肪醇制備工藝中反應條件嚴苛的、催化劑含有毒害物質的問題。

為了達到上述目的，本發明采用以下技術方案：

本發明提供了一種用于脂肪酸甲酯加氫制高碳醇的催化劑，具體為復合氧化物，由如下原料組成：CuO和ZrO₂、或CuO和TiO₂；其中CuO的質量分數為復合氧化物的0-50wt.%，且不為0。

進一步地，所述催化劑還包括金屬助劑，金屬助劑以MOy計，CuO和MOy的摩爾比為0.1-5，所述M為Zn、Fe、Co和Ni中的一種或多種。

本發明還提供了一種用于脂肪酸甲酯加氫制高碳醇的催化劑的制備方法包括但不限于共沉淀法、浸漬法或溶膠-凝膠法。

所述的共沉淀法包括以下步驟：

（1）在室溫條件下，將含有鋯（鈦）源和銅源的混合溶液（該混合溶液中也可加入一定的金屬助劑鹽）置于磁力攪拌器上，將Na₂CO₃（或其他堿源）溶液倒入錐形分液漏斗中，勻速滴加到混合液的燒杯中，并不斷攪拌，直至混合溶液的pH值在7~9之間，生成沉淀，停止滴加Na₂CO₃溶液，關閉磁力攪拌器，將混合溶液置于室溫下老化0.5~24 h；

（2）將所得的沉淀倒入離心杯中，加入去離子水進行離心洗滌，直至無雜離子，將所得樣品放到烘箱中100℃干燥得催化劑前驅體；