[发明专利]催化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种催化剂，具体的说是涉及一种用于催化低碳链不饱和醇和/或不饱和醛加氢的催化剂及其制备方法。 

背景技术

传统工业上合成正丁醇的方法主要是以天然气为原料，金属镍为催化剂 。由天然气和水蒸气直接进行转化，转化时伴有CO、CO₂、炭化等副反应，须增加后处理工序，后处理还需经过变换和脱碳、深冷净化除氮处理再加氢饱和，最后进行正丁醇的精馏提纯。生产工序繁杂，操作条件苛刻，能耗高，产品收率低，三废处理难，设备费用高，成本高。 

在生产1,4-丁二醇（BDO）过程中会产生大量的较高浓度的有机废醇液，其中含有BuOH（丁醇）、水和其他醇类如像甲醇、丙醇、炔丙醇、丁炔二醇等。BDO生产的废液中在给定组分条件下易形成两相和低沸共沸混合物，在蒸馏塔，共沸物的各组分难以分离。近年来，由于1,4-丁二醇等的大力发展，其下脚料有机废醇液的处理也成为一个迫在眉睫的难题。生产1,4-丁二醇所产生的有机废醇液中，可回收利用的醇类化工原料含量高达50%以上，其现行处理方法大多采取焚烧方法进行处理，这样不仅浪费了其中可回收的有机产品，更对大气造成污染，还造成资源浪费，每处理一吨废醇液约需要200-500元的处理费用。目前，世界上对此类有机废醇液水的处理还没有比较先进的技术，很多有机组分难以分解。国内乃至世界都还没有将含醇溶液中有毒组分进行分解的工艺。 

众所周知的是，不饱和有机化合物在催化剂存在下能够进行加氢反应，生成饱和的烃或其衍生物。加氢反应中，催化剂的作用是在临氢状态下，对醇类进行选择性加氢，生成目的产物。 

提供一种具有良好加氢活性及选择性的催化剂，能够对低碳直链不饱和烃及其衍生物催化加氢，制备得到无毒或低毒的饱和烃或其衍生物，成为处理回收有机废醇液的重要方向。 

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种催化剂，对低碳直链不饱和烃及其衍生物有较好加氢活性和选择性，能够在较为缓和的条件下催化含醇溶液中的低碳不饱和醇类，有效脱除溶液中的杂质，降低溶液毒性，提高产品质量，且具有寿命长、强度高、耐高温、用量少、不腐蚀设备、对环境友好的优点。 

一种催化剂，包括由载体和催化活性成分构成的催化主组分，所述载体为氧化铝，所述催化活性成分包括Cu⁺(CCCC-)Cu⁺ 和Ni⁺(CCCC-)Ni⁺； 

Cu⁺(CCCC-)Cu⁺在催化主组分中的质量分数为40-50%，Ni⁺(CCCC-)Ni⁺在催化主组分中的质量分数为19-25%，载体粒度范围为1.5—2mm。

优选的，Cu⁺(CCCC-)Cu⁺在催化主组分中的质量分数为45%，Ni⁺(CCCC-)Ni⁺在催化主组分中的质量分数为20%，载体粒度为2mm。 

在本发明技术方案中，催化活性成分Cu⁺(CCCC-)Cu⁺ 和Ni⁺(CCCC-)Ni⁺具有良好的加氢活性，二者协同作用能够进一步调节加氢活性位，降低催化剂对高碳链不饱和烃及其衍生物的加氢性能，提高催化剂的选择性；催化活性成分以氧化铝作为催化活性成分的载体，可增大催化剂比表面积，提高催化效率，虽然催化过程中有水生成，但载体抗水合性能较强，催化剂强度及比表面积不易受到影响，催化剂不会产生不可逆的失活；其寿命长且强度高，耐高温性能好，能够在较为缓和的条件下催化含醇溶液中的低碳不饱和醇类或不饱和醛且用量较少，兼具不腐蚀设备对环境友好等优点，有望应用于丁二醇等生产工艺中的含醇废液的回收处理，在提高生产附加值，降低环境污染方面，极具重要的经济意义和社会意义。 

本发明的目的之二在于提供所述催化剂的制备方法，包括如下步骤： 

a. 按催化剂中铜和镍的理论含量，取碳酸铜和碳酸镍的粉体加入催化剂制备反应釜中；

b. 向反应釜中加入50%-55%质量浓度、35-45倍碳酸铜与碳酸镍总重量的甲醛溶液，搅拌均匀，得混合物；

c. 加热所述混合物至75℃后通入乙炔并保温反应至不再有二氧化碳生成；

d. 按催化主组分中载体的理论含量向反应釜内物料中加入所述粒度的载体氧化铝并搅拌均匀后，得淤浆状的催化剂。