[发明专利]一种Fe-Cu选择加氢催化剂、制备方法及其应用

说明书

本发明涉及一种Fe‑Cu选择加氢催化剂，催化剂含Fe 2～15％，含Cu0.05～0.5％。其余为氧元素和载体。催化剂比表面为10～300m²/g，孔容为0.2～0.65ml/g。本发明催化剂可用于C_2～3裂解馏分中乙炔、丙炔和丙二烯(MAPD)的选择性加氢。该催化剂具有温和的加氢活性和优异的烯烃选择性，烯烃增量高，操作弹性好，“绿油”生成量低，长周期运行性能好。并且催化剂成本远低于贵金属Pd催化剂。

技术领域

本发明涉及一种Fe-Cu选择加氢催化剂、制备方法及其应用，该催化剂可用于乙烯气氛微量乙炔和丙炔(MA)、丙二烯(PD)选择性加氢制备乙烯。

背景技术

乙烯、丙烯是石油化学工业最重要的基础原料之一，作为合成各种聚合物的单体，绝大部分由石油烃(如乙烷、丙烷、丁烷、石脑油和轻柴油等)蒸汽裂解制得。经这种方法得到的以乙烯为主的C2馏分中还含有0.5％～2.5％(摩尔分数)的乙炔。乙炔的存在会使乙烯的聚合过程复杂化，恶化聚合物性能。当用高压法生产聚乙烯时，由于乙炔的积累，会有爆炸的危险；另外，在生产聚乙烯时，乙炔的存在还会降低聚合催化剂活性，增加催化剂的消耗。所以必须将乙烯中的乙炔降到一定值以下，才能作为合成高聚物的单体。

目前工业中通常采用贵金属Pd系加氢催化剂，选择性除去C2馏分中的乙炔和C3馏分中的丙炔(MA)、丙二烯(PD)。专利US4404124通过分步浸渍法制备了活性组分钯壳层分布的选择加氢催化剂，可应用于碳二、碳三馏分的选择加氢，以消除乙烯中的乙炔和丙烯中的丙炔丙二烯。US5587348以氧化铝为载体，调节助催化剂银与钯作用，加入碱金属、化学键合的氟制备了性能优良的碳二加氢催化剂。该催化剂具有减少绿油生成，提高乙烯选择性，减少含氧化合物生成量的特点。US5519566公开了一种湿法还原制备银与钯催化剂的方法，通过在浸渍液中加入有机或无机还原剂，制备银与钯双组分选择加氢催化剂。

由于使用贵金属Pd作为活性组分，催化剂成本居高不下，而且贵金属催化剂由于活性高，在装置开工稳定性，操作弹性和催化剂长周期运行性能方面存在一定问题。研发价格低廉、性能卓越的新型碳二加氢催化剂体系，一直是该领域科研人员努力的目标。

CN2005800220708.2公布了一种轻质烯烃原料中乙炔和二烯烃的选择加氢催化剂，该催化剂由选自铜、金、银的第一组分和选择镍、铂、钯、铁、钴、钌、铑的第二种组分组成，另外催化剂还包括选自锆、镧系元素和碱土金属混合物的至少一种无机盐和氧化物。催化剂煅烧、使用或者再生后形成萤石结构。催化剂氧化物总含量0.01～50％，优选焙烧温度700～850℃。通过添加第三种氧化物，改性氧化铝或氧化硅载体，有助于增加催化剂选择性和再生之后的活性、选择性。该技术仍旧是以铜、金、银、钯等为活性组分，镍、铂、钯、铁、钴、钌、铑等作为助组分，通过对载体的氧化物改性，提高催化剂的再生性能。

CN102218323A公布了一种不饱和烃的加氢催化剂，活性组分为5～15％的氧化镍和1～10％的其他金属氧化物的混合物，其他金属氧化物可以为氧化钼、氧化钴和氧化铁中的一种或者几种，另外还包括1～10％的助剂。该发明技术主要用于将煤制油工业尾气中乙烯、丙烯、丁烯等加氢转化为饱和烃，具有良好的深度加氢能力。该技术主要用于富含CO和氢气的各种工业尾气中乙烯、丙烯、丁烯等的全加氢，不适合用于炔烃、二烯烃的选择加氢。