[发明专利]一种Pd-Ni/Al2O3催化剂及其制备方法和用途

说明书

一、技术领域

本发明涉及一种Pd-Ni/Al₂O₃催化剂及其制备方法和用途，在环戊二烯催化加氢制备环戊烯中作为催化剂使用。

二、背景技术

近年来，随着乙烯工业的快速发展，C5馏分的产量急剧上升，而双环戊二烯占C5馏分的21%，使得双环戊二烯作为合成环戊烯的原料非常具有研究价值。双环戊二烯馏分经解聚生成环戊二烯，然后选择性加氢可以得到环戊烯。在双环戊二烯下游产品中，环戊烯占据非常重要的位置，由于环戊烯特定的结构，它是一种重要的有机化工原料，可用于制备环戊醇、环戊酮、戊二醛、环戊甲醚、溴代环戊烷等高附加值中间体，广泛应用于香料、医药工业及合成橡胶等领域。

环戊二烯加氢的关键在于催化剂的活性及其选择性，国外已有多种加氢催化剂的报道，但是这些催化剂均存在制备复杂、寿命短、选择性差等缺点。环戊二烯在合适的条件下可以选择性加氢生成环戊烯，也可全加氢生成环戊烷，这主要取决于反应所使用的催化剂以及反应的条件等。由于环戊烯与环戊烷沸点较为接近，难以分离，因此选择合适的反应条件和加氢催化剂来提高目标产物的产率是关键性问题。早期文献报道中，由环戊二烯加氢制备环戊烯的选择加氢催化剂比较典型的有Raney镍，如美国专利US4108911提到的使用Raney镍作为催化剂，乙二醇作为溶剂，在一定条件下，环戊二烯的转化率达到90.7%。环戊烯的选择性为96.7%。近期也有文献报道，在Pd盐作为主催化剂作用下，以环戊二烯为原料，乙醇作为溶剂，催化加氢反应合成了环戊烯；考察了催化体系中不同阴离子Pd盐以及多种助催化剂的存在对选择性加氢反应的影响。但它们的催化剂与环戊烯的分离较困难，而且环戊二烯的转化率较低，因为环戊二烯的沸点与环戊烯非常接近，这样产品的提纯将比较困难。现有技术中也有采用以金属钯为主要活性组分，Al₂O₃、活性炭等作为载体的固体负载型催化剂用于环戊二烯选择加氢制备环戊烯的反应，这种固体催化剂能比较方便地与产物分离。如中国专利CN1911877A中报道以γ-Al₂O₃为载体，金属钯为活性组分，溶剂取自甲苯、环己烷等中的任何一种，通过采用在加氢反应器中安置一种喷射器的换热装置，较理想的移走了环戊二烯加氢过程产生的反应热，使反应获得较高的环戊烯收率，但该方法操作复杂，且成本较高。再如德国专利提出了一种活性组分为Pd-Zn，载体为Al₂O₃的负载型催化剂用于环戊二烯加氢制环戊烯。虽然此方案环戊烯选择性可达到96%，但环戊二烯转化率仅为86%。

三、发明内容

本发明旨在为环戊二烯选择性加氢合成环戊烯提供一种选择性催化剂，以提高反应的选择性和产品的转化率。

本发明使用的催化剂易于与产品分离，有较好的重复利用性，混合溶剂的使用也有效的降低了反应过程中产生的大量热量，同时反应条件也比较温和，能有效地解决现有技术方案的一些缺陷。

本发明Pd-Ni/Al₂O₃催化剂，其特征在于：以PdCl₂和Ni(NO₃)₂为活性成分，以Al₂O₃·H₂O为催化剂载体，将活性成分负载于催化剂载体上后得到的催化剂；

PdCl₂和Ni(NO₃)₂的总质量为Al₂O₃·H₂O质量的0.5-1％；

活性成分中Pd和Ni的质量比为1：0.5-3。

本发明Pd-Ni/Al₂O₃催化剂的制备方法，包括负载和活化各单元过程：