[发明专利]一种糠醛加氢催化剂及其制备方法和应用以及糠醛液相加氢制糠醇的方法

说明书

本发明涉及催化剂领域，公开了一种加氢催化剂及其制备方法和应用以及糠醛液相加氢制糠醇的方法。该加氢催化剂含有载体和负载在该载体上的活性金属组分和助剂，其中，所述活性金属组分为铜组分，所述助剂为锆组分，所述载体为二氧化硅。将本发明提供的含有Cu‑Si‑Zr的加氢催化剂用于糠醛液相加氢制糠醇的反应过程中，该加氢催化剂具有较高的催化活性、催化选择性和良好的稳定性。此外，本发明提供的制备这种加氢催化剂的方法简单，成本低廉，并且环境友好。

技术领域

本发明涉及催化剂领域，具体地，涉及一种加氢催化剂及其制备方法和应用以及糠醛液相加氢制糠醇的方法。

背景技术

糠醇是一种重要的化工原料，糠醇经水解可制得乙酞丙酸，是营养药物果糖酸钙的中间体。以糠醇为原料可制取性能较好的呋喃型树脂、糠醇-脲醛树脂及酚醛树脂等。糠醇又是呋喃树脂、清漆、颜料的良好溶剂和火箭燃料，此外，糠醇在合成纤维、橡胶、农药和铸造工业中也有广泛应用。

目前糠醇的生产工艺可分为液相加氢工艺和气相加氢工艺两种。糠醛液相加氢生产糠醇的催化剂主要分为铜铬系和铜硅系两类，二者相比，前者活性和选择性均较好，分离较容易，但价格较高，导致两种催化剂在生产中的总使用量基本持平。上述两种催化剂的缺点是使用一次后即废弃，造成催化剂的严重浪费。

德国专利申请DE3425758公开的CuO/Cr₂O₃和Cu/SiO₂两部分催化剂混合催化糠醛液相加氢，反应温度150-300℃，反应压力2-10MPa，催化剂分为两部分，增加了制备过程的难度。

中国专利申请CN1404922公开了添加元素镍的Cu-Cr催化剂，采用共沉淀法制备，糠醛液相加氢条件为180-200℃和3.5-5.0MPa氢压，催化剂不能循环使用。

中国专利申请CN1398670和CN1562477分别公开了添加第Ⅷ族贵金属Pt和Pd的Cu-Cr催化剂，这两种催化剂活性较好，但价格昂贵，而且也不能循环使用。

此外，以上这些催化剂均含有的金属Cr，是一种毒性很大的致癌物，会给生产和废催化剂回收处理都带来严重的环境污染问题，在人们对环境问题日益重视的今天，开发价廉、高效、无Cr的糠醛液相加氢催化剂是必然趋势。

中国专利申请CN102603681A公开了一种含有钼、钨、铁、钴和镍中的一种或几种元素的骨架铜催化剂。虽然该催化剂可连续套用，但该催化剂在制备过程中，需要大量的铜金属，增加了催化剂的费用；另外该催化剂在糠醛液相加氢生产糠醇中的用量高，其用量占糠醛量的2～8wt％。

因此，制备成本低、寿命长、稳定性好、环境友好、催化活性高、选择性高的糠醛液相加氢催化剂具有重要的科研意义和应用前景。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有的糠醛液相加氢催化剂存在的上述缺陷，提供一种加氢催化剂及其制备方法和应用以及糠醛液相加氢制糠醇的方法。

为了实现上述目的，首先，本发明提供一种加氢催化剂，该加氢催化剂含有载体和负载在该载体上的活性金属组分和助剂，其中，所述活性金属组分为铜组分，所述助剂为锆组分，所述载体为二氧化硅。

其次，本发明还提供了一种制备加氢催化剂的方法，该方法包括在二氧化硅载体上负载铜组分和锆组分，其中，在二氧化硅载体上负载铜组分和锆组分的过程包括：在沉淀剂的存在下，将水溶性铜源、水溶性锆源和水溶性硅源进行共沉淀反应，并将得到的反应混合物进行洗涤、干燥及焙烧。

再次，本发明还提供了由上述方法制备的加氢催化剂。

另外，本发明还提供了上述加氢催化剂在糠醛液相加氢制备糠醇的过程中的应用。

最后，本发明还提供了一种糠醛液相加氢制糠醇的方法，该方法包括：在糠醛液相加氢制糠醇反应的条件下，将上述加氢催化剂与糠醛接触。