[发明专利]一种醋酸加氢制乙醇的非贵金属催化剂及其制法和应用

权利要求书

1.一种醋酸加氢制乙醇的非贵金属催化剂的制备方法，其特征在于，所述催化剂包括a、b、c三种非贵金属元素组分，其摩尔比以金属元素计为a：b：c＝1:0.3～0.8:0.01～0.2；所述组分a选自过渡金属Cu、Ni、Fe、Co或其氧化物中的至少一种；所述组分b选自Mg、Zn、Al、Ga、In或其氧化物中的至少一种；所述组分c选自Na、K、Ca、Sr、Ba或其氧化物中的至少一种；所述催化剂的比表面积为100～400m²/g；

所述制备方法包括以下步骤：

步骤1.取组分a、组分b的可溶性前驱体溶于去离子水中，再加入柠檬酸，充分搅拌溶解后，加入组分c的可溶性前驱体，而后调节溶液的pH值，得到混合溶液A；

步骤2.将步骤1得到的混合溶液A加热至生成稠状凝胶，再将凝胶置于烘箱中干燥，直至凝胶发泡膨大至体积不再变化，得到固体B；

步骤3.将步骤2所得固体B在惰性气氛中焙烧，得到所述催化剂。

2.根据权利要求1所述的一种醋酸加氢制乙醇的非贵金属催化剂的制备方法，其特征在于，所述组分a的可溶性前驱体选自Cu、Ni、Fe、Co的硝酸盐、氯化物中的任意一种或几种；

所述组分b的可溶性前驱体选自Mg、Zn、Al、Ga、In的硝酸盐、氯化物中的任意一种或几种；

所述组分c的可溶性前驱体选自Na、K、Ca、Sr、Ba的硝酸盐、氯化物中的任意一种或几种。

3.根据权利要求2所述的一种醋酸加氢制乙醇的非贵金属催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤1中，组分a、组分b及组分c的总摩尔量以金属元素计，与柠檬酸、去离子水的摩尔比为1:2～5:30～60。

4.根据权利要求3所述的一种醋酸加氢制乙醇的非贵金属催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤1中，调节溶液的pH值为0.65～0.75。

5.根据权利要求1所述的一种醋酸加氢制乙醇的非贵金属催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤2中，将步骤1得到的混合溶液A于50～80℃加热生成稠状凝胶，再于烘箱中干燥4～12h。

6.根据权利要求3所述的一种醋酸加氢制乙醇的非贵金属催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤3中，焙烧用惰性气体选自氮气、氦气中的任意一种或两种，惰性气体流速为30～300ml/min；所得固体B在惰性气氛中焙烧2～12h小时，焙烧温度在300～600℃。

7.根据权利要求1-6任意一项所述的制备方法制得的非贵金属催化剂的应用，其特征在于，将还原后的催化剂置于管式固定床反应器，反应前在H₂/N₂的气氛下以0.5～2℃/min的速率升温至240～380℃，通入预热的醋酸蒸汽，醋酸蒸汽与氢氮混合气混合后进入反应器床层与催化剂接触开始反应；反应空速为1000～20000h^-1，反应温度为240～380℃，反应压力为2.5～6MPa。

8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，所述催化剂的还原过程包括以下步骤：以H₂与Ar、N₂中一种或多种混合气体作为还原气，其中H₂体积百分含量为0.5～30％，气体空速为50～20000h^-1，还原压力为0.1～0.9MPa，在还原温度250～380℃条件下还原4～20h。