[发明专利]醋酸加氢催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及加氢催化剂领域，公开了一种醋酸加氢催化剂及其制备方法和应用。该加氢催化剂包括改性载及负载在改性载体上的活性组分和可选的活性助剂；所述改性载体含有载体和载体改性剂，载体改性剂包括镁铝尖晶石及可选的改性助剂，所述改性助剂选自第一改性助剂和/或第二改性助剂，第一改性助剂选自碱金属、碱土金属和稀土金属以及各自氧化物中的至少一种，第二改性助剂选自碱金属偏硅酸盐和碱土金属偏硅酸盐中的至少一种。本发明的醋酸加氢催化剂在醋酸加氢制乙醇反应中具有较高的催化剂活性、乙醇选择性和稳定性。

技术领域

本发明涉及加氢催化剂领域，具体涉及一种醋酸加氢催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

乙醇是目前工业生产中产量最大、历史最悠久的一种工业发酵产品，作为重要的基本化工原料，该产品广泛应用于化工、军工、医药、食品等领域。目前我国燃料乙醇的生产主要依靠粮食发酵和生物质路线，但出于粮食安全、“与人争粮”、政策补贴下降等方面因素考虑，粮食发酵法已逐步退出了乙醇生产领域。开发新原料和新工艺生产燃料乙醇，部分取代以粮食为原料的工艺，既可保护我国的粮食安全，又可减少对进口石油资源依赖，增强我国能源安全。目前，国内醋酸产能严重过剩和乙醇需求一路飙升，促使醋酸加氢制乙醇在经济上具有可行性，因此以醋酸加氢制乙醇的技术开发成为新的研究热点。

醋酸加氢制乙醇是指在催化剂的存在下，将醋酸直接或间接转化为乙醇的方法，所采用的催化剂直接影响该反应的操作条件以及促醋酸的转化率和乙醇的选择性。

US7863489公开了一种乙酸直接生产乙醇的方法，所采用的加氢催化剂的载体选自氧化硅、硅酸钙、石墨、氧化铝等，活性组分为铂和锡，采用该加氢催化剂在250℃，气体空速为2500h^-1，压力为22bar的条件下进行乙酸加氢反应，乙酸的转化率为70-85％，乙醇选择性在93％以上。

US7608744公开了一种使用钴催化剂由乙酸制备乙醇的方法，所述钴催化剂由在催化剂载体上的0.1wt％-20wt％的钴和其它金属组成，其它金属选自Pt、Pd、Ru、V、Cr、W、Zn等金属，所述载体选自石墨、二氧化硅，硅酸钙、氧化锆、氧化钛等；采用所述加氢催化剂在250℃，气体空速为2500h^-1，压力为22bar的条件下进行乙酸加氢反应，乙醇的选择性超过95％，醋酸转化率不超过71％。

上述专利文献公开的负载型Pt催化剂在醋酸加氢中显示较好的乙醇选择性，但是醋酸的转化率较低。另外，由于醋酸加氢制乙醇过程中放热量大，导致催化剂的寿命较短，稳定性差。

CN103331158A公开了一种醋酸加氢制乙醇的催化剂及其制备方法，所述催化剂为多组分负载型催化剂，包括组分a、b、c和载体；其中，组分a选自钙、钾、钠、钡、锶或其氧化物中的一种或多种；组分b选自锡、钴、钼、镍、铁或其氧化物中的一种或多种；组分c选自铂、钯、钌、铑或其氧化物中的一种或多种；载体选自二氧化硅、二氧化铈、二氧化钛、石墨、三氧化二铝或活性炭。该制备方法通过多步浸渍法，将上述组分负载在载体上，采用该方法制备的催化剂表现了较好的活性和稳定性，但该方法的工艺繁杂，每一步浸渍都需要经过干燥和焙烧的长时间处理，且反应过程中氢酸比较大，空速较大，用气量大，增加了装置的负荷成本。

可见，针对醋酸加氢反应，有必要优化加氢催化剂及其制备方法，使催化剂同时具备较高的醋酸转化率、乙醇选择性以及稳定性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种醋酸加氢催化剂及其制备方法和应用。本发明通过对载体进行改性，明显提高了醋酸加氢催化剂的催化活性以及对乙醇的选择性，且该催化剂具有高稳定性的特点。