[发明专利]用于顺酐气相加氢制γ-丁内酯的催化剂及其制备方法和应用以及制γ-丁内酯的方法

说明书

本发明属于催化剂技术领域，公开了一种用于顺酐气相加氢制γ‑丁内酯的催化剂及其制备方法和应用以及制γ‑丁内酯的方法，以催化剂的总重量计，该催化剂包括：CuO 40‑70wt％、ZnO 15‑40wt％、Al₂O₃ 3‑10wt％、La₂O₃ 2‑8wt％和MnO 1‑5wt％。本发明的催化剂具有较高的活性和选择性，顺酐转化率大于99％，γ‑丁内酯选择性大于96％。

技术领域

本发明涉及催化剂技术领域，更具体地，涉及一种用于顺酐气相加氢制γ-丁内酯的催化剂及其制备方法，该用于顺酐气相加氢制γ-丁内酯的催化剂的应用，以及一种顺酐气相加氢制γ-丁内酯的方法。

背景技术

γ-丁内酯是一种重要的有机化工产品。作为溶剂，可溶解大多数低分子聚合物及部分高分子聚合物以及树脂，是一种高安全性、低毒环保型溶剂；作为原料，可生产γ-丁内酰胺、N-甲基吡咯烷酮和N-乙烯基吡咯烷酮，以及作为除草剂、香料、医药、染料等产品的中间体。

目前，工业上合成γ-丁内酯的方法有许多种，以顺酐为原料的顺酐加氢法是其中一种，该方法具有流程简单，投资少等优点。我国是顺酐生产大国，在顺酐深加工产品中，γ-丁内酯是附加值很高的一种产品。

顺酐加氢法又分为液相加氢法和气相加氢法，但无论是哪种方法，国内生产装置均规模偏低。由于催化剂自身寿命短、产能低、运行不稳定等缺陷，制约了其在工业中的应用。

目前，有关顺酐加氢制备γ-丁内酯的专利很多。如公开号为 CN106955710A及CN101940927A的专利申请中，使用的是液相加氢法，但是液相加氢法对于催化剂的性能要求较高，且反应压力较高，生产工艺复杂，难于工业化。公开号为CN1058400A的专利申请中，公开了一种适用于顺酐气相加氢制γ-丁内酯催化剂的制备方法，但是该催化剂对γ-丁内酯的选择性偏低，在85％左右。

因此，急需开发生产工艺简单、催化效能高的催化剂。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的缺陷，提供一种生产工艺简单、催化效能高的用于顺酐气相催化加氢制γ-丁内酯的催化剂及制备方法和用途。使得制备的催化剂具有催化剂活性和选择性高，催化反应在常压下进行，原料顺酐无需溶剂溶解的特点，具备工业应用性能。

为了实现上述目的，本发明的第一方面提供了一种用于顺酐气相加氢制γ-丁内酯的催化剂，以催化剂的总重量计，该催化剂包括：CuO 40-70wt％、 ZnO 15-40wt％、Al₂O₃3-10wt％、La₂O₃ 2-8wt％和MnO 1-5wt％。

本发明的第二方面提供了上述催化剂的制备方法，该制备方法包括：将所述催化剂各组分的前体溶液通过共沉淀法制备得到所述催化剂。

本发明的第三方面提供了上述催化剂在顺酐气相加氢制γ-丁内酯反应中的应用。

本发明的第四方面提供了一种顺酐气相加氢制γ-丁内酯的方法，该方法包括：

将上述催化剂活化后与氢气和顺酐进行接触反应，制备γ-丁内酯；

其中，所述氢气和顺酐的摩尔比为10-30：1，顺酐的空速为0.1hr^-1-0.5 hr^-1，所述接触反应的温度为200-300℃、压力为0.1-0.3MPa。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

(1)催化剂具有较高的活性和选择性，顺酐转化率大于99％，γ-丁内酯选择性大于96％；

(2)催化反应在常压下进行，工艺流程简单，操作方便，投资更少；