[发明专利]一种苯乙酮加氢制备α-苯乙醇的催化剂的制备方法及应用

说明书

本发明涉及一种苯乙酮加氢制备α‑苯乙醇的催化剂的制备方法及应用。所述催化剂包含氧化铜、氧化锌、二氧化硅和氧化铋。所述催化剂的制备方法采用分步沉淀法，首先将锌盐与沉淀剂在一定温度下沉淀、老化，得到浆液1；将铜盐、铋盐的混合溶液与沉淀剂一起加入到浆液1中进行共沉淀反应、老化得到浆液2。向浆液2中加入载体硅并搅拌混合均匀得到浆液3。将浆液3进行过滤、洗涤、干燥和焙烧，得到催化剂粉体。向催化剂粉体中加入一定量的造孔剂后进行制片成型。将成型后的催化剂进行二次焙烧，得到最终成品催化剂。所述方法制得的催化剂孔容和孔径大，传质传热性好，活性和选择性高。

技术领域

本发明属于催化加氢技术领域，具体涉及一种苯乙酮液相加氢制备α-苯乙醇的催化剂的制备方法。

背景技术

α-苯乙醇是一种重要的化工中间体，广泛应用于医药、香料制造业、化妆品、食品和精细化工等工业中。现有的α-苯乙醇合成方法主要有微生物发酵法和苯乙酮催化加氢法等。

微生物发酵法一般以苯丙氨酸、氟苯丙氨酸为原料，通过微生物发酵转化制取α-苯乙醇。微生物法所采用的原料价格昂贵，生产成本高。目前工业上生产α-苯乙醇通常采用苯乙酮加氢法，该方法具有生产成本低、副产物少、产品收率高、产品纯度高等优点，适于大规模生成α-苯乙醇。

苯乙酮加氢催化剂主要有铂钯贵金属催化剂、镍基催化剂和铜基催化剂等，贵金属催化剂和镍基催化剂成本高、易造成芳环饱和及苯乙醇氢解，α-苯乙醇选择性较差。与贵金属催化剂、镍系催化剂相比，铜系催化剂用于苯乙酮加氢反应具有活性和选择性高、成本低等优势。

苯乙酮加氢制α-苯乙醇的催化剂在许多专利中都有报道。CN1557545A采用浸渍法制备了Ni-Sn-B/SiO2催化剂，低温焙烧后采用KBH₄为还原剂进行还原，其催化反应时，苯乙醇最高选择性达97.5％，但其活性组分Ni与载体SiO₂相互作用力弱、易流失。

US4996374公开了一种Pd-C催化剂，但其催化剂稳定性较差，套用时需不断提高反应温度。CN1315226A公开了一种还原处理的铜基催化剂及用其制备α－苯乙醇的方法，但其需要采用液相还原的方法以提高催化剂的稳定性，工艺复杂、成本高。CN1911883A公开了一种以雷尼镍为催化剂制备α-苯乙醇的方法，但其苯乙酮加氢产物中出现了较多的芳环加氢产物α-环己基乙醇，α-苯乙醇选择性较低。

EP0714877B1采用碱金属和/或碱土金属碳酸盐对铜硅催化剂改性显著抑制了副产物乙苯的生成，但其硅源以气相二氧化硅或硅藻土的形式加入不利于增强活性组分和载体的相互作用，对催化剂强度不利。

WO2016198379催化剂中部分硅源以硅溶胶的形式在挤条成型时加入，不能有效起到对活性组分铜的分散作用。上述公开报道均未提及助剂对活性组分的分散、稳定作用，以及成型催化剂使用时的机械稳定性和使用后的强度。

由于苯乙酮加氢过程极易发生α-苯乙醇氢解/脱水副反应生成乙苯/苯乙烯，氢解和脱水反应速率均随反应温度升高迅速增长。为提高苯乙酮加氢过程选择性通常选择在较低的温度下进行液相加氢反应。因此要求苯乙酮加氢催化剂具有良好的抗液性能、较弱的酸性和良好的低温活性。

现有技术中，用于液相加氢反应的铜系催化剂不仅受到储存/装填/还原/反应等过程各种内部或外部力的作用，还会由于液体浸泡、溶胀等原因使催化剂的实际使用强度大幅下降，导致催化剂在液相加氢体系容易破碎、粉化，威胁工业装置稳定运行，影响催化剂寿命。

目前，采用沉淀法制备的苯乙酮加氢制备α-苯乙醇铜系催化剂通常存在活性组分铜分散度低、催化剂酸性强、载体和活性组分相互作用力弱等问题，导致苯乙酮转化率低、乙苯等副产物生成量大苯乙醇选择性差、催化剂强度差。因此改善活性组分铜的分散度及催化剂的传质性能、抑制催化剂酸性、提高催化剂抗液性能对于制备高活性、高选择性及高抗液性能的苯乙酮加氢催化剂意义重大。

发明内容