[发明专利]一种乙醇酸甲酯加氢合成乙二醇的催化剂及制法和应用

说明书

技术领域

本发明属于一种合成乙二醇的催化剂及制备方法和应用，具体地说涉及一种乙醇酸甲酯加氢合成乙二醇的催化剂及制法和应用。

背景技术

乙二醇是生产聚对苯二甲酸乙二酯、润滑剂、非离子表面活性剂以及炸药等的重要原料。乙二醇还是汽车、航空等工业中的重要抗冻剂、还可用于生产特种介质和溶剂。从2003年开始，我国乙二醇的自给率一直在30%以下，我国乙二醇处于严重供不应求的局面。

目前，世界上乙二醇的生产主要采用石油路线，即采用乙烯、氧气为原料，在银催化剂、甲烷或氮气致稳剂、氯化物抑制剂存在下，乙烯直接氧化生成环氧乙烷，环氧乙烷再与水进行水合反应生成乙二醇。

随着石油资源的日渐短缺，非石油化工路线的能源、化学品开发成为亟待解决的问题。我国煤炭资源丰富，其在化石资源储量中超过90%，价格最为低廉，发展以新型煤化工技术为基础的化学品合成技术路线对我国能源的合理利用，减少对石油的依赖，解决乙烯供应量的不足均具有极其重要的意义。专利CN102247847A、CN102247868A公开了草酸酯加氢合成乙二醇的催化剂和应用，但是草酸酯生产过程流程较长，原料成本较高。

发明内容

本发明的目的是提供一种成本低廉、合成工艺简单，乙醇酸甲酯转化率高、乙二醇选择性高的乙醇酸甲酯加氢合成乙二醇的催化剂及制法和应用。

本发明的催化剂是由主金属为Cu，助剂金属为Ni、Mn、Co的一种和载体组成，催化剂重量比组成为：

铜9.0-20.0wt%，镍、锰或钴1.0-3.0wt %；载体78.8-88.5wt %。

如上所述的载体为三氧化二铝、分子筛、二氧化硅、二氧化钛、氧化锆或硅藻土等。

本发明提供的催化剂的制备方法为：

（1） 将硝酸铜和可溶性助剂金属化合物，按催化剂组成加入到去离子水中，将配置的溶液等体积浸渍于载体上；

（2）负载后的载体在室温下放置2-5 h，30-60℃下干燥2-5 h，100-120℃下干燥6-12 h，再在400-600℃空气中焙烧3-6 h，将焙烧后的样品在0.5-1.0 MPa压力的H₂气氛下，以0.5-3℃/min的速率升温至400-600℃，在此温度下还原3-8 h，H₂空速为3000-9000 h^-1，样品在H₂气氛下降至室温后，用O₂体积百分比为0.5-2%的O₂/N₂，在500-2000 h^-1下钝化2-5 h，得到催化剂。

如上所述的可溶性助剂金属化合物为硝酸镍、硝酸锰或硝酸钴。 

本发明制备的催化剂可应用于固定床管式反应器内。反应之前催化剂进行还原，还原条件为：在0.5-1.0 MPa压力的H₂气氛下，以0.5-3℃/min的升温速率升温至300-500℃，恒温3-8 h，H₂气体空速为1500-6000 h^-1；具体反应条件如下：反应温度200－300℃范围内，反应压力在1.0－3.5 MPa，乙醇酸甲酯液体空速0.5－2 h^-1，H₂：乙醇酸甲酯摩尔比为10-100：1。

在本发明所述反应条件下，乙醇酸甲酯转化率大于90%，乙二醇选择性大于90%。

本发明与现有技术相比的优点：

本发明提供的负载型铜基催化剂生产制备方法简单、生产成本低。本发明催化剂应用于乙醇酸甲酯加氢合成乙醇反应条件温和，乙醇酸甲酯转化率高、乙二醇选择性高、催化剂稳定性好。反应副产物含量低。

具体实施方式

实施例1：