[发明专利]一种醋酸加氢催化剂、制备方法及应用

说明书

本发明公开了一种醋酸加氢催化剂、制备方法及应用，所述催化剂的结构组成表达式为：Ni‑MCM@AE；其中，AE表示活性金属组分Au和Eu，Ni‑MCM表示金属Ni修饰的MCM‑41分子筛。本发明采用耐强酸性的Au、Eu作为催化剂活性助剂，有利于提高催化剂的耐酸性和催化活性；活性组分Ni通过原位合成分布于改性分子筛的孔道内，不仅耐酸性更强不易脱落，并且与分子筛表面分布的Au、Eu组分可形成两级加氢的效果，提高催化效率和反应转化率，从而高转化率、高选择性的制备得到加氢产物，并且催化剂结构稳定，有利于延长循环套用周期，节省工业应用成本。

技术领域

本发明涉及一种加氢催化剂，尤其涉及一种醋酸加氢催化剂、制备方法及应用，属于催化加氢技术领域。

背景技术

鉴于醋酸产能过剩，供大于求的市场行情，使醋酸在催化剂的存在下加氢制备乙醇成为新的研究热点。其中所采用的加氢催化剂直接影响加氢反应的操作条件以及醋酸转化率和乙醇选择性。

US7608744B1提供了一种活性组分为0.1-20wt％钴及其它金属(Pt、Pd、Ru、V、Cr、W、Zn等)的加氢催化剂，加氢反应条件：250℃，氢气空速2500h^-1，压力22bar。乙醇的选择性超过95％，醋酸转化率小于71％。

US7863489B2提供了一种乙酸气相加氢生产乙醇的方法，采用催化剂为Pt/Sn负载型催化剂，反应温度250℃、氢气空速为2500h^-1、反应釜压力为22bar。乙醇选择性大于93％，醋酸转化率70-85％。

上述公开专利表明贵金属负载型催化剂用于醋酸加氢制备乙醇，反应选择性较好，但醋酸转化率仍具有较大的改进空间。另外，由于醋酸原料为酸性，并且加氢的反应体系为放热反应，会促进催化剂在体系中的腐蚀、损坏，造成催化剂稳定性较差，使用寿命较短。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高效的醋酸加氢反应方法，主要技术手段为开发了一种酸性条件下结构稳定，且具有高转化率、高选择性的加氢催化剂。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种醋酸加氢催化剂，其特征在于，所述催化剂的结构组成表达式为：Ni-MCM@AE；其中，AE表示活性金属组分Au和Eu，Ni-MCM表示金属Ni修饰的改性MCM-41分子筛。

进一步地，所述催化剂中金属Eu、Au、Ni的摩尔比为1:2-25：50-500，优选1:6-19:100-340；

所述金属Ni在改性MCM-41分子筛中的修饰量为3-10％。

本发明还提供一种前文所述的醋酸加氢催化剂的制备方法，包括以下步骤：

1)在MCM-41分子筛的原位合成阶段加入Ni盐，制备得到孔道内分散有金属Ni的改性分子筛；

2)将Au盐和Eu盐溶液混合之后，调pH至碱性，将得到的固体干燥后焙烧，制得Au₂O₃-Eu₂O₃复合金属氧化物；

3)通过浸渍法使步骤2)中复合金属氧化物负载于步骤1)制得的改性分子筛上，得到所述催化剂。

进一步地，步骤1)中改性分子筛的制备方法为：

分别配制硅酸钠溶液A、模板剂与Ni盐的混合溶液B；将溶液A与溶液B混合后调pH至9-11，持续搅拌2-4h，将混合液转移至反应釜中100-130℃水热反应12-24h；反应结束后降温、过滤出固体并水洗、干燥、研磨，得到粒径为1-3μm的固体粉末；将粉末在马弗炉中600-800℃焙烧5-8h，得到金属Ni修饰的MCM-41分子筛。