[发明专利]一种醋酸甲酯加氢催化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种加氢催化剂及其制备方法，具体涉及一种以醋酸甲酯为原料，加氢生产乙醇的新型催化剂及其制备方法。

背景技术

乙醇（俗称酒精）是应用最广泛的一种醇，工业上是一种重要的有机合成原料，如用乙醇制乙醚、乙醛、乙酸等。乙醇具有广泛的溶解性，是重要的有机溶剂，用于溶解树脂、制作涂料等。75%的酒精能立即使蛋白质变性(凝固)，在医药上常用作消毒剂和防腐剂。乙醇还广泛用作饮料和食品添加剂（但必须注意：不能超量饮用，以免引起酒精中毒，青少年尤其不宜饮用含酒精的饮料；工业酒精中含有毒性的甲醇，决不能饮用）。

乙醇在空气中燃烧充分，可避免污染，而且燃烧热值较大，可以加入汽油中，作为车用燃料，美国销售乙醇汽油已有20年历史，我国正在推广乙醇汽油。而由乙醇分解制氢，也是未来清洁能源，如燃料电池等发展的一个重要方向。

工业上乙醇主要来自石油化工原料化学合成（乙烯水化法）、含糖和淀粉的物质发酵来生产乙醇（主要是酿酒）。

国外普遍采用乙烯直接水合法生产乙醇，我国乙烯一直处于紧缺状态，客观上，限制了该法在我国的推广应用。

我国工业乙醇主要来源于发酵法生产，按生产使用的原料可分为淀粉质原料发酵酒精(一般有薯类、谷类和野生植物等含淀粉质的原料，在微生物作用下将淀粉水解为葡萄糖，再进一步由酵母发酵生成酒精)；糖蜜原料发酵酒精（直接利用糖蜜中的糖分，经过稀释杀菌并添加部分营养盐，借酵母的作用发酵生成酒精）；和亚硫酸盐纸浆废液发酵生产酒精（利用造纸废液中含有的六碳糖，在酵母作用下发酵成酒精，主要产品为工业用酒精)。随着乙醇需求量的快速增加，原料供应短缺，部分企业采用粮食生产，导致粮价上涨，已经影响到国家粮食安全、国民经济的平稳运行和社会的和谐稳定。

煤制乙醇是另一种可行的选择。以煤为原料生产乙醇有三条路径：①生产合成气，由合成气直接得到乙醇，目前该技术正处研究开发阶段，困难在于催化剂的选择性太低；②先由合成气合成甲醇，甲醇羰基合成醋酸，醋酸直接加氢生产乙醇，该方法生产工艺非常苛刻，大规模生产比较困难；③醋酸经过低碳醇酯化后，再加氢得到乙醇，与醋酸直接加氢相比，这一方法具有设备腐蚀较小，投资省的优点，该工艺原料既非石油也非粮食，在我国是一条切实可行的大规模生产乙醇的技术路线。

另一方面，由于我国维尼纶行业每年副产100万吨以上的醋酸甲酯，原料来源便宜易得，将这些醋酸甲酯全部或部分转化为乙醇，既降低了维尼纶生产企业的能耗，促进该行业的发展，同时，该工艺既非用石油，也非用粮食为原料，大规模生产出乙醇，经济和社会效益十分显著。

发明内容

本发明的目的在于提供一种醋酸甲酯加氢催化剂及其制备方法，所制备的催化剂用于醋酸甲酯加氢生产乙醇，具有醋酸甲酯转化率高，乙醇选择性好的特点，可工业化应用。

本发明采用如下技术方案：

一种醋酸甲酯加氢催化剂，其特征在于，以镍和/或铜为活性组分，钴、锌、铁、铬、硅中的一种或几种为助催化剂，氧化铝为载体；其中活性组分质量百分含量为5-50%，助催化剂含量为3-40%，其余为载体。

所述的催化剂以拟薄水铝石或可溶性铝盐作为载体前驱体，与活性组分、助催化剂通过共沉淀法制得。

所述的催化剂中，活性组分是镍和/或铜，质量百分含量优选为15-40%。

所述的催化剂中，助催化剂包括钴、锌、铁、铬、硅等，可以采用其中一种或二种以上元素进行组合，助催化剂总含量优选为15-30%（wt%）。

本发明还涉及所述的催化剂的制备方法，可采用共沉淀法制备。采用共沉淀法制备所述的催化剂，包括如下步骤：

1）按照组成，将催化剂活性组分镍和/或铜可溶性盐，助催化剂钴、锌、铁、铬或硅中的一种或几种以上元素的可溶性盐，称重计量，加入一定量的去离子水，搅拌使其全部溶解。

2）在步骤1）制备的溶液中加入一定量的拟薄水铝石或铝的可溶性盐溶液，在搅拌下，加入沉淀剂，将活性组分和助催化剂共沉淀到载体上，得到含固量为15%-40%料浆。

3）步骤2）得到的料浆过虑、干燥，或喷雾干燥。

4）将干燥后的催化剂，在空气气氛中300-450℃焙烧4～8 h，或在空气气氛中程序升温到300-450℃（3-10℃/min）并保持8～12h，获得催化剂前体。

5）上述所得催化剂前体在200-400℃，常压纯氢中进行活化 12-48h，制得所述的加氢催化剂。

步骤1）中，溶液中总金属离子浓度为0.5-6.0mol/l。