[发明专利]一种用于加氢制乙醛的催化剂及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种用于加氢制乙醛的催化剂，其特征在于，该催化剂由活性金属、助活性组分、保护剂、载体四部分组成，各组成的质量比为2～30:1～20:0.1～10:100；

所述的活性金属为铜、钼、铁、锡中的至少一种；

助活性组分为钴、锌、锰、镍、钨、镧、铈中的一种或多种；

保护剂为硼酸、硼酸铵、磷酸、磷酸氢铵、硅溶胶、硝酸铝中的一种；

载体为活性炭、二氧化硅、二氧化钛、二氧化锆、氧化铝中的任一种；

所述的载体为六甲基二硅氮烷改性后的载体，通过以下方法获得：将载体在80-110℃温度下干燥10-24h，然后称取干燥后载体，加入乙二醇单甲醚(EM)中，超声搅拌0.5-1h，然后再加入六甲基二硅氮烷(HMDS)，其中，按照重量配比，六甲基二硅氮烷：载体：乙二醇单甲醚＝1～10：5～20：100，将混合物在保护气条件下回流4-10h，然后将混合物用乙二醇单甲醚洗涤，并在100-120℃条件下干燥10-30h，得到改性后载体。

2.根据权利要求1所述的用于加氢制乙醛的催化剂，其特征在于，所述的活性金属、助活性组分、保护剂、载体的质量比为5～25:2～10:0.5～5:100。

3.一种如权利要求1所述的用于加氢制乙醛的催化剂的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

1)将载体在80-110℃温度下干燥10-24h，然后称取干燥后载体，加入乙二醇单甲醚(EM)中，超声搅拌0.5-1h，然后再加入六甲基二硅氮烷(HMDS)，其中，按照重量配比，六甲基二硅氮烷：载体：乙二醇单甲醚＝1～10：5～20：100，将混合物在保护气条件下回流4-10h，然后将混合物用乙二醇单甲醚洗涤，并在100-120℃条件下干燥10-30h，得到改性后载体；

2)按催化剂组成的重量配比，称取活性金属盐溶于水，配制成浓度为0.01～0.50g/mL的溶液，然后加入载体，超声搅拌0.5-2h，然后在70-90℃条件下搅拌蒸干，而后在50-110℃温度下干燥4-12h，将所得固体在200-450℃下焙烧2-8h，得固体A；

3)将保护剂按所需配比配制成水溶液，溶液浓度为0.005～0.25g/mL，并将步骤2)所得的固体A快速加入到保护剂溶液中，超声搅拌0.5-2h，然后在70-90℃条件下搅拌蒸干，而后在50-110℃温度下干燥4-12h，将所得固体在200-500℃下焙烧2-8h，得固体B；

4)将助活性组分按所需配比配制成水溶液，溶液浓度为0.01～0.40g/mL，并将步骤3)所得的固体B快速加入到所配制溶液中，超声搅拌0.5-2h，然后在70-90℃的条件下搅拌蒸干，而后在50-110℃温度下干燥4-12h，得固体C；

5)将步骤4)所得的固体C在200-600℃下焙烧2-8h，得到催化剂前驱体；

6)将催化剂前驱体于200-600℃下，在氢气或含氢混合气条件下还原活化1-10h，得固体催化剂。

4.根据权利要求3所述的用于加氢制乙醛的催化剂的制备方法，其特征在于，所述的催化剂中的活性金属和助活性组分来源于其相应的盐类化合物，所述的盐类化合物为可溶性的铵盐、硝酸盐或氯化盐。

5.根据权利要求3所述的用于加氢制乙醛的催化剂的制备方法，其特征在于，步骤1)所述的保护气为氮气或氩气。

6.根据权利要求3所述的用于加氢制乙醛的催化剂的制备方法，其特征在于，步骤6)所述的含氢混合气为含氢气5％的H₂-N₂混合气、含氢气5％的H₂-He混合气或含氢气5％的H₂-Ar混合气。

7.一种如权利要求1所述的催化剂的应用，其特征在于，将该催化剂用于加氢制乙醛反应，反应温度150-300℃，反应压力为0.1-4.0MPa，氢气和液相原料的摩尔比为2-200，液时空速为0.1-4h^-1；所用原料为冰醋酸、醋酸甲酯、醋酸乙酯、醋酸丙酯、醋酸丁酯、醋酸酐中的至少一种。

8.根据权利要求7所述的催化剂的应用，其特征在于，所述的原料为冰醋酸或醋酸乙酯。