[发明专利]一种含二氧化硅助剂的钯金属催化剂及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种将不饱和烃加氢或者选择加氢的催化剂及其应用，更具体地说，本发明涉及一种金属组分负载型催化剂及其在不饱和烃加氢中的应用。

背景技术

不饱和烃的加氢是化学工业中重要反应，如烯烃加氢饱和、炔烃和二烯烃选择性加氢为单烯烃、苯环加氢或选择性加氢等都有大规模的商业应用(Jens Hagen，Industrial Catalysis：A Practical Approach(II)，2006，P285-288)。目前工业中使用的加氢催化剂主要为负载型金属催化剂，活性组分包括钯、镍、铜和钴等的金属单质相或者金属硫化物。其中，钯金属催化剂由于活性和选择性高而得到大量的应用。

众所周知，催化剂的寿命延长对提高反应装置的效率、能耗和经济效益至关重要。公开发表的文献表明，例如，烯烃特别是二烯烃聚合后产生高聚物覆盖在催化剂的表面可覆盖加氢活性位，降低催化剂活性；同时还会堵塞孔道，降低催化剂的扩散系数，进一步降低催化剂的反应性能(F.Schuth，J.Weitkamp，Handbook ofheterogeneous catalysis：Second Edition，2008，P3266-3308.)。因此，对于不饱和烃加氢催化剂的失活，积碳常常是非常重要或者是主要原因。对于高不饱和烃选择加氢催化剂，积碳的存在还会降低选择性，比如在裂解制乙烯装置中碳二后加氢反应中，反应生成的积碳不仅降低了催化剂的加氢活性，而且会降低炔烃和二烯烃的选择性加氢反应中的烯烃选择性(M.Larsson，J.Jansson，S.Asplund，J，Catal.，1998，178(1)：49-57.)。因此人们添加各类助剂使得催化剂的寿命得到延长。

在碳二选择加氢脱除乙炔中，催化剂的失活，因此降低和提高催化剂寿命可以从载体和钯金属改性上实现，

MOON公开了加入SiO₂助剂的钯金属催化剂，所述的二氧化硅助剂为将SiH₄分解为单质硅后覆盖在钯金属上，并在氧气中氧化为二氧化硅。所得的催化剂表面绿油生成量减少，催化剂寿命得到提高。(Performance of Si-modified Pd catalyst in acetylene hydrogenation：catalyst deactivation behavior，Woo Jae Kim，Eun Woo Shin，Jung Hwa Kang，Sang Heup Moon，Applied Catalysis A：General 251(2003)305-313)

Park等将氧化铝载体加入K助剂后负载钯金属或在钯金属负载在氧化铝后加入助剂K，发现催化剂的表面酸性降低，从而减少表面绿油的生成量，使得催化剂的寿命延长。(Promotional effects of potassium on palladium/alumina selective hydrogenation catalysts，Yeung H Park，Geoffrey L.Price，Ind.Eng.Chem.Res.，1992，31(2)，pp 469-474)

原有技术中添加金属助剂或氧化物助剂的改进方式来降低催化剂绿油时，其提高方式往往为单独改进载体或者钯活性组分的吸附性能，在提高催化剂抗积碳能力时候往往降低了催化剂的活性或者选择性。或者对于有的实施方案，仅仅对于部分(或者载体或者钯金属组分)作出改变，因此抗积碳效果并不突出。

发明内容

本发明针对现有催化剂中存在的问题，提出一种催化剂的组成，同时改性催化剂上钯活性组分和氧化铝载体，从而达到进一步降低绿油生成和提高催化剂寿命的目的。

本发明涉及一种用于不饱和烃加氢的钯金属催化剂，所述催化剂至少含有载体、二氧化硅助剂和负载于载体上的钯金属；以所述催化剂的总重量计，所述的钯金属含量为0.01wt％～1wt％，二氧化硅助剂含量为0.5wt～15wt％，所述的载体为不可溶的金属氧化物；所述的催化剂制备步骤具有特征性：

(1)在载体上负载金属钯组分，获得负载金属钯活性组分的催化剂前驱体；

(2)对所述负载金属钯活性组分的催化剂前驱体进行硅烷化处理，获得硅烷化催化剂前驱体；

(3)将所述硅烷化催化剂前驱体焙烧分解，分解气氛为含氧气氛，分解温度为250～650℃，获得所述的钯金属催化剂。