[发明专利]一种催化加氢的催化剂及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及催化剂技术、精细化工领域，具体来说，涉及一种催化加氢催化剂及其应用。

背景技术

γ-丁内酯又名γ-羟基丁酸内酯，为无色透明的油状液体，是一种十分重要的精细化工产品和化工中间体，具有多种用途。γ-丁内酯具有可导电性强、沸点高和稳定性好等特点，可作优良的高沸点萃取剂和吸收剂、有机溶剂。在石油化工行业，可用于芳烃的萃取剂、合成吸收乙炔的溶剂、不溶于水的醇和环状醚类化合物的萃取剂、液体烃的增黏剂、润滑油添加剂、胶凝剂及辛烷值促进剂等；在医药行业，可用于合成抗菌素药物环丙沙星、脑出血和高血压等药物的中间体、干扰素及治疗癫痫等；在纤维行业，可用作聚丙腈纤维的纺织溶剂和凝固剂、纤维素酯羊毛、丙烯腈、尼龙等的染色剂和尼龙纤维的抗静电剂；在树脂行业，可用作聚氟乙烯分散剂、聚酯类的产品染色改进剂、聚合物的溶剂、树脂特殊增塑剂、抗氧剂和固化剂；在农林行业，可用作合成杀虫剂和除草剂的中间体。γ-丁内酯与甲胺反应生成重要的有机溶剂N-甲基吡咯烷酮；与氨和乙炔反应，生成聚N-乙烯基吡咯烷酮、N-乙烯基吡咯烷酮；与氨反应生成γ-丁内酯酰胺，再水解生成γ-氨基丁酸；还可用于合成环丙沙星、环丙胺、脑复康、干扰素和维生素B1等，其需求日益增长。

目前γ-丁内酯的生产方法主要为1，4-丁二醇脱氢法和顺酐加氢法。1，4-丁二醇脱氢法历史悠久、技术成熟，转化率、产品收率均很高，三废少，但与顺酐加氢法工艺相比，原料成本高、市场竞争力较小，已逐渐被后者取代。反应式如下：

顺酐加氢法制备γ-丁内酯是颇具有前景的方法，具有原料价格低、产品收率高等特点，因此受到广泛关注。主要反应如下：

贵金属Pt、Pd、Ru等对顺酐液相加氢反应具有较高的活性和选择性。Waldo DeThomas等[Waldo De Thomas.Hydrogenation catalyst and method of producing same[P].US：4083809，1978-04-11]研究了贵金属Pd或Pt与Cu组成的双金属催化剂，发现γ-丁内酯选择性可达95％。Pillai等[Pillai U R，Sahle-Demessie E，Strontium as an efficientpromoter for supported palladium hydrogenation catalysts[J].Applied Catalysis A：General，2005，281(1-2)：31-38]研究了Pd/Al₂O₃催化剂，γ-丁内酯的选择性高于80％。Nishiyama等[Nishiyama，Shoichi.Method and catalyst for preparation ofγ-GBL[P].JP：416237，1992-01-21]用浸渍法制备了Pd-Co/载体催化剂，γ-丁内酯收率为83.6％。Yoshinori Hara等[Hara Y，Kusaka H，Inagaki H，A Novel production ofγ-butyrolactone catalyzed Ruthenium complexes.Journal of Catalysis[J]，2000，194：188-197]开发了一种新型的Ru复合催化剂，γ-丁内酯的选择性可达到97％。上述所用催化剂都为贵金属催化剂，虽然活性和选择性比较高，但成本高昂。非贵金属Ni虽然具有较高的加氢活性，但对γ-丁内酯的选择性不够高，且稳定性差。武志刚等[武志刚，赵永祥，许林萍，等.在NiO-SiO₂气凝胶催化剂上顺酐液相加氢合成γ-丁内酯[J].精细化工，2002，19(4)：21-25]采用气凝胶法制备的Ni/SiO₂催化剂，180℃、6.0MPa下反应8h，γ-丁内酯的收率为80.2％。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种负载型非贵金属催化剂及其制备方法，本发明通过选择适宜的催化剂载体，以及适宜的活性组分和助剂，得到了一种高活性的负载型加氢催化剂。

本发明一方面涉及一种催化加氢的催化剂，其特征在于所述催化剂包括载体、活性组分和助催化剂，其中载体为二氧化硅、活性炭、γ-氧化铝、ZSM-5中的一种或多种的组合，活性组分为镍、钼、铜的一种或多种的组合，助催化剂为二氧化钛、氧化钼和/或氯化亚锡，其中以质量百分数计催化剂中主活性组分为10％-40％，助剂为0.1％-4％。