[发明专利]用于乙酸乙酯加氢制取乙醇的催化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及催化剂制备技术领域，涉及制取乙醇的催化剂，具体地说，是用于乙酸乙酯加氢制取乙醇的催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

乙醇俗称酒精，是一种重要的化工原料，广泛应用于油漆、涂料、油墨、药品和食品等的生产制造领域。此外，乙醇又是一种很有应用潜力的油品添加剂和燃料，其含氧量汽化潜热较抗暴性能好，作为车用燃料，具备燃烧完全和一氧化碳排放量低的优良特性，能使汽车尾气中的污染物明显降低，已在世界范围内获得了认可和推广。

乙醇的制备，传统的合成方法主要有乙烯水合法和发酵法。目前，乙烯水合法由于需要大量消耗乙烯这一重要的化工原料，其应用在一定程度上受到限制。所述发酵法是指以各种含糖的农产品、农林业副产物为原料，经过水解、发酵，使双糖、多糖转化为乙醇的方法。

目前工业上以煤为源头生产乙醇的工艺路线主要有四种：⑴合成气化学催化；⑵合成气厌氧发酵；⑶合成气经醋酸加氢；⑷合成气经醋酸酯化加氢。前两种工艺路线属于直接法，后两种工艺路线属于间接法。从反应原理来看，直接法反应路径最短，但由于其一氧化碳转化率低，乙醇的选择性较低，原料利用率较低。而间接法虽然反应路径较长，但其原料的转化率及乙醇的选择性均能达到较高的水平，而且对反应装置和工艺条件的要求也比较低，成本相对低廉，因此，目前对间接法的使用和继续研究更为多些，其中对催化剂的研发更是一个主要的内容。目前制取乙醇应用的铜系催化剂在高温条件下容易烧结和聚集，造成催化剂的不稳定或失活。因此，开发具有抗高温烧结能力并具有较高活性的催化剂对醋酸酯化加氢制取乙醇的技术具有重要的现实意义。

发明内容

本发明的目的在于解决上述问题，提供一种用于乙酸乙酯加氢制取乙醇的催化剂，它以氧化铜（CuO）为活性组分，以氧化锌（ZnO）、氧化钴（CoO）、氧化镍（NiO）和/或氧化锰（MnO₂）作为助剂，以氧化铝（Al₂O₃）为载体；具有促进活性组分分散，减小活性组分粒径进而提高催化反应性能的效果。本发明的第二目的是，提供所述催化剂的制备方法，它通过控制催化剂特定前驱体结构的形成，有助于提高活性组分铜的分散度，减小铜的粒径，提高催化剂的稳定性和活性。本发明制备的催化剂有利于醋酸酯加氢制取乙醇技术的更加完善和提高效益。

为实现上述目的，本发明采取了以下技术方案。

一种用于乙酸乙酯加氢制取乙醇的催化剂，其特征在于，其各组成成分的质量百分比之和为100%，其中：

氧化铜（CuO）40wt%～70wt%；

助剂10wt%～50wt%；

余量为氧化铝（Al₂O₃）。

可选的，所述助剂为氧化锌（ZnO）、氧化钴（CoO）、氧化镍（NiO）和/或氧化锰（MnO₂）的一种或几种。

为实现上述第二目的，本发明采取了以下技术方案。

所述用于乙酸乙酯加氢制取乙醇的催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下制备步骤：

（1）称取一定量的金属盐溶于去离子水，加热搅拌后，得到溶液A；

（2）称取一定量的沉淀剂溶于去离子水，加热搅拌后，得到溶液B；

（3）将步骤（1）的溶液A与步骤（2）的溶液B分别置于两个梨形分液漏斗中，先将溶液A加入三口烧瓶中，然后再在所述三口烧瓶中加入溶液B；或者先将溶液B加入三口烧瓶中，然后再在所述三口烧瓶中加入溶液A；或者将溶液A和溶液B同时加入三口烧瓶中，在40～80℃的温度下进行水浴，通过调节溶液流速保持溶液的pH值为6～10，搅拌混合1小时；沉淀；然后超声处理0.5～2小时，最后静置老化8～16小时，得到浆料；

（4）将步骤（3）得到的浆料进行过滤，再用去离子水冲洗，直至滤液中不含Na⁺离子；将滤饼收集后放入烘箱中，110℃干燥过夜，得到干燥物料；

（5）将步骤（4）得到的干燥物料置于马弗炉中，在200～600℃温度中焙烧2～8小时，经压片粉碎后筛分至40～60目，得到目标产物——用于乙酸乙酯加氢制取乙醇的催化剂。