[发明专利]一种草酸二甲酯选择性加氢制乙醇酸甲酯用催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种草酸二甲酯选择性加氢制乙醇酸甲酯用催化剂及其制备方法和应用，所述的草酸二甲酯选择性加氢制乙醇酸甲酯用催化剂是由催化剂载体及负载于催化剂载体上的镍金属及助剂金属氧化物组成，具有如下通式：Ni‑MO/ZT，其中：MO表示助剂金属氧化物，ZT表示催化剂载体。实验表明：本发明提供的催化剂具有结构稳定、机械强度高、导热性好、转化率和选择性高、易于成型、易于装填和高通量低压降等优点，且其制备方法简单、原料易得、成本低廉、易于实现规模化生产，用于草酸二甲酯加氢制乙醇酸甲酯反应时，草酸二甲酯转化率可达99％以上，乙醇酸甲酯选择性可达75％以上，是草酸二甲酯加氢制乙醇酸甲酯的优良催化剂。

技术领域

本发明是涉及一种催化剂及其制备方法和应用，具体说，是涉及一种草酸二甲酯选择性加氢制乙醇酸甲酯用催化剂及其制备方法和应用，属于催化技术领域。

背景技术

随着对能源危机和环境污染的日益关注，寻求清洁能源和可再生能源的高效利用迫在眉睫。因此探索煤炭资源的高效清洁利用是实现石化产品多元化，优化能源结构，提高环境品质的重要途径。作为现代化煤化工的五大示范工程之一，煤制乙二醇是非石油基的、实现煤炭高效清洁转化的一条新型碳一化工路线。

煤制乙二醇主要包括两个步骤，首先常压下CO气相偶联合成草酸二甲酯(DMO)，随后高压下DMO加氢合成乙二醇。第一步CO偶联制DMO已被成功工业化，因此实现煤制乙二醇的关键在于DMO加氢制乙二醇。在DMO加氢制乙二醇过程中，DMO首先加氢生成乙醇酸甲酯(MG)，MG进一步加氢生成乙二醇。MG作为DMO加氢的初级产物，也是一种重要的平台中间体，广泛应用于合成聚乙醇酸，医药产品，香料和其他精细化学品，目前已形成以MG为中心的下游产品分布链。因此通过DMO加氢制MG也是一条高效的煤炭利用路线。

DMO加氢制MG的主要反应如下：

(COOCH₃)₂+2H₂→HOCH₂COOCH₃+CH₃OH；

HOCH₂COOCH₃+2H₂→HOCH₂CH₂OH+CH₃OH；

由以上反应式可知，DMO加氢制MG，而MG继续加氢会生成乙二醇。因此优异的催化剂必须兼顾DMO的高效转化，同时避免MG的深度加氢。

目前，DMO加氢制MG的催化剂主要分为铜基催化剂和贵金属(Au、Ag、Pd、Ru等)催化剂。

铜基催化剂由于其优异的性能被广泛地应用于DMO加氢过程，传统的铜基催化剂，主要是Cu/SiO₂催化剂，其在DMO加氢制乙二醇或DMO加氢制乙醇的过程中，均表现出高活性和选择性，但是在DMO加氢制MG过程中，表现出较低的MG收率。这主要是因为DMO生成MG的平衡常数较生成EG的平衡常数低两个数量级，DMO加氢反应很难停留在MG阶段，对于铜基催化剂，只有DMO转化率在70％以下时，才有较高的MG选择性。因此有必要开发出新型高效的DMO加氢制MG非铜基催化剂。