[发明专利]一种耐酸合金催化剂

说明书

本发明公开一种耐酸合金催化剂；它包括镍、一种或多种稀土元素、锡和铝；它廉价、稳定、不需要载体，能稳定应用在工业连续化生产中，并且能使生产成本较低。

技术领域

本发明涉及一种合金催化剂，尤其是涉及一种耐酸合金催化剂。

背景技术

雷尼镍合金催化剂由于其对氢气的强吸附性，高的催化活性和热稳定性使得其被广泛用在很多工业过程和有机合成反应中，如不饱和化合物烯烃，炔烃，腈，二烯烃，芳香烃，含羰基的物质，乃至具有不饱和键的高分子的氢化反应以及可溶性糖的氢化反应，如可溶性糖加氢生产山梨醇和木糖醇。有些反应在反应过程中会产生酸，由于在酸性条件下镍会释放出氢气而生成镍离子Ni²⁺，导致催化剂缓慢溶解，失去加氢活性。通常，需要向反应体系中加入碱来中和酸以维持镍催化剂的稳定性。碱的加入不但会增加碱原料的成本而且会加大产品的分离和纯化成本，甚至会改变催化剂对目标产物的选择性。如在糖直接加氢裂解制备乙二醇反应中，由于糖极易在高温水相的条件下发生水解副反应，生成小分子物质，如乙酸、乳酸、蚁酸等导致体系酸度增加(Sevilla M,Fuertes A B.Chemical andstructural properties of carbonaceous products obtained byhydrothermalcarbonization of saccharides.Chemistry-A European Journal.2009,15(16):4195－4203.)，文献中报道可以通过调节反应体系pH在7以上以维持含镍催化剂的稳定性(CN103667365A)。但高pH条件下，丙二醇的得率会大幅度增加而乙二醇得率会大幅度降低(US5107018，CN101781167A，CN101781171A，CN101781166A)，同时水解副反应产生的酸如甲酸，乙酸，乳酸等增多，总二元醇的得率也会相应降低(CN101544537A)。

在pH5的酸性条件下，还原糖处于较稳定的状态，基本不发生水解副反应(李雁，沈参秋等，非纯糖液中，蔗糖分解机理的研究，中国甜菜糖业，1996(2)：11-16)，因而在酸性条件下运行糖加氢催化体系可以提高多元醇的得率。但在低pH值条件下，只有Ru，Pt等贵金属是稳定的，可以作为催化活性组分。使用贵金属将会大幅度增加二元醇的生产成本。为了降低贵金属的使用量并提高活性，通常选择高比表面积的载体对其进行固定和分散。但是常用的载体如氧化铝、氧化硅、氧化镁等无机氧化物在酸性条件下不稳定，容易发生中和反应，溶解在反应体系中，导致多元醇收率降低(CN103159587A)。活性炭作为耐酸的材料，也常被作为催化剂的载体使用，以提高催化剂的比表面积(CN103420796A，CN102643165A，CN102731258A，CN10161325A)。但活性炭在高温氢气条件下也不稳定，容易发生加氢反应而被甲烷化(US2002/0169344)。

此外，镍合金材料还有哈氏合金，其主要组成为Ni 50-64％，Mo15-30％，Cr 14-21％。它对各种化工环境有异常的抵御能力，尤其对各种有机酸具有耐腐蚀的能力，较高的钼和铬含量提高了其耐蚀性。它作为耐蚀性金属结构材料，更注重于力学性能的保证。

因此，需要开发一种耐酸的、廉价的、稳定的不需要载体的镍合金催化剂，它能稳定应用在工业连续化生产中，并且能使生产成本较低。

发明内容

本发明的目的是提供一种耐酸合金催化剂。它能稳定应用在工业连续化生产中，并且能使生产成本较低。

本发明采用下述技术方案：

一种耐酸合金催化剂，包括镍、一种或多种稀土元素、锡和铝；各组分按重量份数计优选分别为10-90份、1-5份、1-60份和5-9份。

本发明的耐酸合金催化剂廉价、稳定、不需要载体。

本文中，稀土元素指周期系ⅢB族中原子序数为21、39和57-71的17种化学元素的统称，包括镧(La)、铈(Ce)、钐(Sm)等。