[发明专利]一种乙酸加氢制乙醇的方法

说明书

(一)技术领域

本发明涉及一种乙酸加氢制乙醇的方法，尤其是一种用负载型过渡金属碳化物催化剂乙酸加氢制乙醇的方法。

(二)背景技术

乙醇是一种优质的液体燃料，硫分和灰分较低，燃烧性能与汽油相似，具有较高含氧量和辛烷值，较普通汽油燃烧完全、一氧化碳排放量低，使用乙醇汽油能显著地减少燃烧汽油所导致的环境污染，乙醇被称为21世纪“绿色能源”。随着石油供求矛盾加剧，环境压力日益沉重，世界各国普遍关注可替代能源，推动了燃料乙醇的发展。现有乙醇生产技术大多以农作物为原料，受到原料的限制，生产成本较高，难以满足燃料乙醇的需求。乙酸催化加氢是制取乙醇的可行路径，也是由煤间接制液体燃料的有效途径。随着煤化工发展，乙酸供大于求。由乙酸加氢制乙醇不仅能解决乙醇生产问题，还能有效解决醋酸产能过剩的问题，因而该工艺已成为国内外研究的热点。

国内外关于乙酸加氢制乙醇的加氢催化剂和反应工艺开展了大量研究。加氢催化剂主要采用负载型钯或铂催化剂、含有其他金属的负载型钯或铂催化剂，以及铜负载型催化剂。由于钯和铂为贵金属，负载型钯或铂催化剂价格昂贵，乙醇生产成本较高。另外，由于铜负载型催化剂稳定性较差，该催化剂难以工业应用。开发成本低、性能稳定的非贵金属加氢催化剂及乙酸加氢工艺是重要的发展方向。

过渡金属碳化物中碳改变了过渡金属的表面电子特性，使之拥有与铂相类似的性能，是一种非贵金属加氢催化剂活性组分。过渡金属碳化物因比表面积小，其催化性能较差。将其负载在多孔材料上，制备负载型催化剂，是提高比表面积的有效途径。负载型加氢催化剂的性能受催化活性组分负载量和在载体上的分散程度影响。

采用等体积浸渍方法制备负载型催化剂，能够有效地利用催化活性组分。在浸渍金属源到载体上的过程中，通过向浸渍溶液中添加络合剂，提高金属源在载体上的分散程度，增大金属表面积，提高负载型催化剂的加氢催化活性。另外，在金属源浸渍过程中，利用超声波的分散作用，提高金属源在载体上的分散程度，提高负载型催化剂的催化活性。在利用这些方法制备性能较好的过渡金属碳化物负载型催化剂基础上，开发乙酸加氢制乙醇技术具有良好的应用价值。

(三)发明内容

本发明目的是提供一种乙酸加氢制乙醇的方法，即用负载型过渡金属碳化物催化剂乙酸加氢制乙醇的方法，解决了负载型钯或铂催化剂价格昂贵所导致的乙醇生产成本高的问题。

本发明采用的技术方案是：

本发明提供一种用负载型过渡金属碳化物催化剂乙酸加氢制乙醇的方法，所述的方法为：在温度250～400℃、压力0.5～10.0MPa、质量空速0.2～8.0小时^-1、氢气与乙酸进料物质的量之比1:1～20:1的条件下，将乙酸和氢气混合，与负载型过渡金属碳化物催化剂接触进行加氢反应，获得乙醇；催化剂失活后再生，循环利用；

所述负载型过渡金属碳化物催化剂以过渡金属碳化物为活性组分，以氧化硅或氧化铝为载体，所述过渡金属碳化物质量负载量为1％～20％；

所述过渡金属碳化物是碳化镍、碳化钼、碳化钴、碳化钨中的一种或两种以上混合物。

进一步，所述氧化铝为Al₂O₃或γ-Al₂O₃；所述氧化硅为多孔硅胶，优选青岛海洋化工公司生产的ZCX-2型、20～40目多孔硅胶。

进一步，所述加氢反应条件为温度280～380℃、压力0.5～5.0MPa，进料质量空速0.5～5.0小时^-1、氢气与乙酸进料摩尔比2:1～10:1，最优选温度300～350℃、压力2.0～5.0MPa，进料质量空速0.5～2.0小时^-1、氢气与乙酸进料摩尔比5:1～10:1。

进一步，所述过渡金属碳化物质量负载量为5％～15％。