[发明专利]一种乙醇酸甲酯加氢制乙二醇的催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及催化剂领域的一种乙醇酸甲酯加氢制乙二醇的催化剂及其制备方法和应用。所述乙醇酸甲酯加氢制乙二醇的催化剂，以催化剂整体重量为100份数计量，包括以下组份：a、活性组份，5～25份；所述活性组份选自镍或镍的氧化物的至少一种；b、助剂，0.5～8份；所述助剂选自钡、锌、铜、钙、镁、钴、锰或钼中的至少一种金属或其氧化物；c、载体，67～94.5份；所述载体选自经高温焙烧镧改性的氧化铝、氧化钛及氧化锆中的至少一种。本发明的催化剂采用的非贵金属组分镍，成本低廉；制备过程相对简便，容易操控，活性组分不宜流失；所述催化剂具有较宽的温度操作窗口，催化剂不易失活；所述催化剂应用于乙醇酸甲酯加氢，乙醇酸甲酯转化率高，副产物生成量低，催化剂稳定性高。

技术领域

本发明涉及催化剂领域，更进一步说，涉及一种乙醇酸甲酯加氢制乙二醇的催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

乙二醇，是一种重要的有机化工原料。乙二醇广泛应用于合成聚酯涤纶、聚酯树脂、吸湿剂、增塑剂以及标明活性及等。如，乙二醇是合成聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的重要原料，纤维级PET被大量用于制造衣服面料和工业制品；瓶片级PET广泛用于包装业、电子电器、医疗卫生、建筑和汽车等领域。此外，乙二醇还可生产醇酸树脂、乙二醛等，也可以用作汽车、航空等工业中的防冻剂。

目前，工业上生产乙二醇常采用环氧乙烷法，即采用乙烯、氧气为原料，使用银催化剂，乙烯直接氧化生成环氧乙烷，环氧乙烷在水合反应生成乙二醇。该工艺一是存在能耗高，流程长，对乙二醇选择性差等缺点；二是对石油资源的依赖程度大，造成乙二醇价格随着原油价格波动。

随着石油资源的短缺，非石化路线的能源、化学品的开发成为亟待解决的问题。我国煤炭储量大，价格也较为低廉，因此可以合理利用我国资源来发展以新型煤化工技术为基础的化学品合成技术，进而想减少对石油的依赖。中国专利CN102247847A公开了草酸酯加氢合成乙二醇的催化剂和应用，但是草酸酯加氢过程流程较长，原料成本较高。中国专利CN102941094A公开了由主金属Cu和助剂金属Ni、Mn或Co的一种及载体组成的催化剂，该催化剂具有乙醇酸甲酯转化率高、乙二醇选择性高等优点，但催化剂的主成分为铜金属，其非常容易高温烧结、晶粒长大导致催化剂稳定性变差。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提出一种乙醇酸甲酯加氢制乙二醇的催化剂。具体地说涉及一种乙醇酸甲酯加氢制乙二醇的催化剂及其制备方法和应用。

本发明目的之一是提供一种乙醇酸甲酯加氢制乙二醇的催化剂。所述催化剂，以催化剂整体重量为100份数计量，包括以下组份：

a、活性组份：5～25份，优选为8～15份；所述活性组份选自镍或镍的氧化物的至少一种；

b、助剂：0.5～8份，优选为2～6份；所述助剂选自钡、锌、铜、钙、镁、钴、锰或钼中的至少一种金属或其氧化物；

c、载体：67～94.5份，优选为79～90份；所述载体选自经高温焙烧镧改性的氧化铝、氧化钛及氧化锆中的至少一种。

其中，以催化剂整体重量为100份数计量，所述载体中氧化镧的用量为2～5份。

本发明公开的催化剂以镍和助剂金属的双金属或多金属为活性负载组分，选择经高温焙烧镧改性的氧化铝、氧化钛及氧化锆中的至少一种组成复合载体作为载体；镧是本发明催化剂中一种重要的组成组分，适量的镧加入极大地提高了催化剂的活性和选择性。助剂镧加入后，催化剂活性和选择性等代表催化剂反应性能的指标大幅提高，其中的原因可能是多方面的：镧改善了镍的电子形态。镧对还原后的镍催化剂起到电子结构调变作用，还原后镍主要为零价，铈从4+价被还原为3+价，二者之间起到相互作用，电子由镍偏向镧，导致镍的电子不饱和度增加，促进反应进行。

更意外的，本发明人发现，在由高温焙烧制得镧改性的载体制备的催化剂，助剂镧改善催化剂反应性能的效果更加明显。具体原因可能是高温焙烧增加镧与金属活性组分及载体的相互作用引起的。