[发明专利]一种Pd/SiO2催化剂及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明属于催化加氢领域，具体涉及一种Pd/SiO₂催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

六氢法呢基丙酮（6,10,14-三甲基-2-十五烷酮，PA）微甜、顺口，是一种用于制备植物醇和异植物醇，进而制备维生素E的重要化工中间体。目前工业上几种PA的合成路线中，最终都需要经过6,10,14-三甲基-13-烯-2-十五烷酮(FA-4H)的选择性催化加氢过程才能得到PA（反应过程如图1所示）。

由图1可见，FA-4H中的C=C双键发生选择性加氢反应生成产物PA，同时PA中C=O双键加氢，即发生反应(2)生成副产物6,10,14-三甲基-2-十五烷醇(PA-alcohol)；少量FA-4H中的C=O双键也会先于C=C双键发生加氢，即发生反应(3)得到副产物6,10,14-三甲基-13-烯-2-十五烷醇（FA-alcohol），FA-alcohol中的C=C双键继续发生加氢反应也最终生成PA-alcohol。在维生素E的产业链中，FA-4H是主要的中间体，对其进行选择性加氢生成PA是其中的关键步骤。图1中反应(1)进行的同时，反应(2)、(3)和(4)发生的频率越高则副产物FA-alcohol和PA-alcohol的生成量越多，生成维生素E中的杂质就越多，从而对其品质造成影响。

在现有的间歇液相加氢反应工艺中，在粉末状钯炭催化剂的作用下，FA-4H选择性加氢生成PA的选择性接近100%，FA的转化率>99.7％。但是间歇反应工艺自动化程度低、操作麻烦，包括：1)装料(原料、氢气和催化剂)、反应(需要连续补氢)、分离(氢气排空，过滤回收催化剂)等多步生产操作过程。因此，间歇反应工艺不仅生产操作不安全、劳动强度大，且每釜反应结束后浪费大量氢气。此外，间歇釜式反应器中的生产工艺还需要专门的过滤催化剂装置，这又势必造成催化剂的损失。采用固定床（滴流床、鼓泡床）连续催化加氢工艺可以有效地克服间歇液相加氢工艺中存在的一些问题。对于分子量较大的FA参加的固定床连续加氢反应，内扩散限制是影响其反应速率的主要因素之一。而活性炭主要以微孔为主，介孔数量较少，因而使用活性炭为载体时，难以获得较高的反应活性；同时FA在较小的催化剂颗粒孔道内发生“受限反应”可能会使PA更易于过度加氢生成副产物醇。另外，固定床反应器对催化剂的颗粒大小及强度有特殊的要求。因此，间歇液相加氢工艺中使用的粉末状Pd/C催化剂在通常情况下也不能用于FA的固定床连续液相加氢。

发明内容

本发明提供了一种Pd/SiO₂催化剂及其制备方法和应用，该Pd/SiO₂催化剂应用于6,10,14-三甲基-13-烯-2-十五烷酮(FA-4H)的固定床连续液相选择性催化加氢，具有较高的活性和选择性。

一种Pd/SiO₂催化剂，由如下重量百分比的组分组成：

二氧化硅载体                   98～99.99%

钯金属组分                     0.01～1%

助催化剂                       0～1%

所述的二氧化硅载体为球型或块状硅胶颗粒，比表面为150～300m²/g，最可几孔径为15～30nm，孔容为0.8～1.2ml/g，粒度为4～18目，颗粒强度：平均值大于1kg/颗；

所述的助催化剂组分选自碱金属、碱土金属、过渡金属和稀土金属中的一种或几种。

所述的碱金属包括Li和Na，所述的碱土金属包括Mg和Ba等，所述的过渡金属包括Ti和Zr等，所述的稀土金属包括La、Ce和Sm等，上述助催化剂组分可以以金属单质、金属盐或者金属氧化物的形式存在于所述的Pd/SiO₂催化剂中。作为进一步的优选，所述的助催化剂为稀土金属中的一种或几种。