[发明专利]利用由多金属氧酸盐前体制备的加氢催化剂生产乙醇的方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求以下申请的优先权：2012年3月14日提交的美国申请No.13/419,617,2012年1月6日提交的美国临时申请No.61/583,874，和2011年10月6日提交的美国申请No.13/267,149，通过引用将它们的全部内容和披露并入本文。

发明领域

本发明涉及催化剂、由多金属氧酸盐前体制备加氢催化剂的方法。该催化剂可以用于在本发明催化剂存在下由包含链烷酸和/或其酯的原料以非常低的二乙醚形成量制造乙醇。

发明背景

用于工业用途的乙醇按照常规由石油化工原料例如油、天然气或煤生产，由原料中间体例如合成气生产，或者由淀粉质材料或纤维素材料例如玉米(corn)或甘蔗生产。由石油化工原料以及由纤维素材料生产乙醇的常规方法包括乙烯的酸催化水合、甲醇同系化、直接醇合成和费-托合成。石油化工原料价格的不稳定性促使按照常规生产的乙醇成本波动，在原料价格升高时使对乙醇生产的替代来源的需要比以往更大。淀粉质材料以及纤维素材料通过发酵转化为乙醇。然而，发酵通常用于适合于燃料或人类消费的乙醇的消费性生产。此外，淀粉质或纤维素材料的发酵与食品来源构成竞争并且对用于工业用途所可生产的乙醇的量施加了限制。

通过链烷酸和/或其它含羰基化合物的还原生产乙醇得到广泛研究，在文献中提及了催化剂、载体和操作条件的各种组合。EP0175558和美国专利4,398,039号已经提出各种羧酸在金属氧化物上的还原。Yokoyama等人的“Carboxylic acids and derivatives”in：Fine Chemicals Through Heterogeneous Catalysis，2001，370-379中提供了用于转化各种羧酸的加氢催化剂的一些发展成果的概要。

美国专利6,495,730号描述了用于使用催化剂使羧酸加氢的方法，该催化剂包含负载含钌和锡的活性金属物质的活性碳。美国专利6,204,417号描述了用于在包含Pt和Re的催化剂存在下使脂族羧酸或酸酐或其酯或内酯加氢从而制备脂肪醇的另一方法。美国专利5,149,680号描述了用于在催化剂存在下使羧酸和它们的酸酐催化加氢为醇和/或酯的方法，该催化剂包含VIII族金属，例如钯，能与VIII族金属合金化的金属，和金属铼、钨或钼中的至少一种。美国专利4,777,303号描述了用于在催化剂存在下通过使羧酸加氢从而生产醇的方法，该催化剂包含高表面积石墨化碳上的为钼或钨的第一组分和为VIII族贵金属的第二组分。美国专利4,804,791号描述了用于在催化剂存在下通过使羧酸加氢从而生产醇的另一方法，该催化剂包含VIII族贵金属和铼。美国专利4,517,391号描述了通过使用主要含钴的催化剂的方法在高于大气压的压力下和在升高的温度时使乙酸加氢从而制备乙醇。

现有方法遭受到阻碍商业可行性的各种问题，包括：(i)催化剂不具有所需的乙醇选择性；(ii)催化剂不具有足够的乙基酯（ethyl ester）转化率，所述乙基酯是羧酸加氢的副产物；(iii)催化剂可能为过于昂贵的和/或对乙醇的形成呈非选择性的和产生不希望的副产物；(iv)需要过度的操作温度和压力；(v)不足的催化剂寿命；和/或(vi)形成显著量的二乙醚，所述二乙醚是羧酸加氢的副产物。

发明概述