[发明专利]一种加氢催化剂及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种加氢催化剂，特别涉及一种加氢催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

在一些工业设备中，有大量的有机物存在，需要通过一些方法将其除去，其中需要用到加氢催化剂。工业与工程化学产品研究与开发，28(1989)，1764～1767描述了一种制备阮内型催化剂的方法。在这一方法中，铝和镍的合金与聚乙烯和矿物油一起在150℃下捏合，然后挤塑制成模制品，此后用己烷萃取矿物油。然后将如此制得的模制品在900～1200℃下、在空气中焙烧，一部分铝被氧化成氧化品，使它转为成催化剂，大部分未氧化的铝从模制品中被溶解出。这一方法的缺点是，要使用相当大量的矿物油(20％(重量))，此外在工艺步骤，在焙烧以前还必需用另外的物质如己烷萃取剂将它们除去。而且，在捏合过程中，150℃的温度对于商业应用来说是太高了，特别是能耗太高。

发明内容

本发明的一个目的是要提供一种加氢催化剂及其制备方法和应用。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

 一种加氢催化剂的制备方法，其步骤包括：

（1）由金属合金与助剂在一定条件下制得经捏合的材料；

（2）将经捏合的材料制成模制品，并焙烧；

（3）用碱金属氢氧化物处理经焙烧的模制品，得到加氢催化剂。

进一步的，所述合金是铝和过度金属的合金，其中，过渡金属选自镍、钴、铁或铜中的一种或几种的组合，优选的，合金选自镍和钴。

进一步的，所述铝与过渡金属的重量比为30∶1～100∶1，优选比例为60∶1～80∶1. 

进一步的，步骤（1）中所述助剂选自聚乙烯醇和水的混合物或者硬脂酸。

作为一可行实施方案，步骤（1）所述助剂为聚乙烯醇和水，聚乙烯醇的分子量为3000～6000克/摩尔，优选4000～6000克/摩尔；聚乙烯醇与水的重量比为0.5∶1～0.7∶1，优选0.3∶1～0.4∶1，对数据分析表明，超出这一范围时，由捏合的材料制成模制品较困难。合金与聚乙烯醇的重量比为30∶1～100∶1，制备捏合的材料的温度为15～50℃。在一优选的实施方案中，合金首先与通常为固体的聚乙烯醇混合，然后一次加入很少一点水，一直到制成易于模制化的塑性捏合材料为止。

作为另一可行实施方案，步骤（1）所述助剂硬脂酸与合金的重量比通常选为0.01∶1～1.0∶1，优选0.05∶1～0.06∶1，制备捏合的材料的温度为60～110℃，优选70～80℃。

进一步的，捏合过程在适当的混合或捏合的设备中进行。

进一步的，步骤（2）所述的捏合材料，根据本发明，由主要含有合金和辅助剂的捏合材料制成模制品。对数据分析表明，对于本发明的成功来说，模制品的三维形状及其生产方法并不重要。优选的模制品例如为小球形和挤条形。模制品通常在用于这一目的的已知设备中加工，例如在挤塑机或造粒机中加工。 在挤塑机中加工的情况下，通常选择L/D比(长径比)为10∶1～2∶1、优选4∶1～6∶1、温度10～40℃、优选为20～30℃，压力10～20MPa、优选12.5～17.5 MPa。

在一具体的实施方案中，制成直径为1.5mm、长度为5mm的挤条物，通常在这样的方式下进行，生成的挤条物在挤塑机上出现后，立即在100～200℃下进行0.1～1min表面干燥。然后在150℃下干燥20小时。

进一步的，步骤（2）所述模制品焙烧条件为：空气，常压，温度为700～1200℃，时间为0.5～3h，且焙烧前不除去助剂。在一具体的实施方案中，模制品首先在750℃下加热1小时，随后在850℃下加热4小时。

进一步的，步骤（3）所述碱金属氢氧化物选自氢氧化锂、氢氧化钠、氢氧化钾或氢氧化铯中一种或几种混合物；碱金属氢氧化物与铝的摩尔比为1∶1～4∶1，处理温度为25～95℃，时间为10～30小时。在处理后后，经处理和焙烧的模制品通常用水洗涤，优选洗至洗涤水的pH值小于8.5，将模制品保持在水中，优选保持在水和甲醇的混合物中。

由上述制备方法制备的加氢催化剂。

加氢催化剂在加氢和氢解中的应用，一具体实施例为加氢催化剂用于C-C和C-N双键和三键以及酮和醇的加氢，用于醚的分解，用于硝基化合物和肟的还原，用于由酮和伯胺制备仲胺，用于脱卤以及用于硫酮的还原；在一优选实施方案中，本发明的催化剂用于脂族α，Ω-二腈部分加氢成脂族α，Ω-氨基腈。

部分加氢或者在气相或液相中、在管式反应器中进行，或者按液相方式或按滴流床方式进行，优选后者。

通式I的脂族α，Ω-二腈