[发明专利]用于乙炔选择性加氢为乙烯的催化剂及其制备方法和乙炔的选择性加氢的方法

说明书

本发明涉及加氢催化剂领域，公开了用于乙炔选择性加氢为乙烯的催化剂及其制备方法和乙炔的选择性加氢的方法，催化剂包括载体和负载于载体的活性组分，其中，所述活性组分包括主活性组分，助活性组分I和可选的助活性组分II；其中，主活性组分为还原态钯，助活性组分I为碳元素，助活性组分II含有选自除钯外的第VIII族元素、IB族元素、铋、锑、铅、铟、铯、铷、钾和镁中的至少一种的金属元素。本发明的催化剂可直接使用于加氢反应中，不需事先使用氢气进行还原，乙炔选择性加氢为乙烯的转化率和选择性均得到了提高。

技术领域

本发明涉及加氢催化剂领域，具体地，涉及用于乙炔选择性加氢为乙烯的催化剂及其制备方法，以及一种石油化工生产中的乙烯物流中乙炔的选择性加氢的方法。

背景技术

乙烯是石油化工最重要的基础原料之一，在石化工业中以气态或液态烃类为原料使用裂解法生产。使用裂解方法制备的乙烯中含有少量的炔烃，其对于后续的聚合等反应是有害的。如在制备聚乙烯时，炔烃的存在不仅会使聚合物性能变差，还可能导致爆炸危险。因此，在乙烯生产流程中，通常使用选择性催化加氢方法，将炔烃浓度脱除到很低的水平(摩尔分数1×10^-6)，以满足聚合原料的要求；同时还可增加乙烯的产量，提高资源利用率。随着生产工艺的进步和后续工艺对原料纯度要求的不断提高，石油化工行业对乙炔选择加氢催化剂的性能也提出了越来越高的要求。

乙炔选择加氢催化剂多为负载型金属催化剂，一般由载体、主活性组分和助活性组分组成。常用的载体有氧化铝、氧化硅、分子筛、活性炭、氧化镁、氧化钛、硅藻土等等；主活性组分为具有加氢催化活性的金属元素，通常为VIII族元素，如Pd、Pt、Ni等，Pd是最常用的选择加氢活性组分；助活性组分用于调节催化剂的活性或选择性，常用的助剂如Cu、Ag、Au等。

近年来随着石墨烯等新材料研究的兴起，研究者们发现覆盖在催化剂表面的石墨烯能够调控反应气在催化剂表面的吸附状态，从而影响催化反应的发生。例如Yao等人发现覆盖在Pt(111)表面的石墨烯能够降低Pt催化CO氧化反应的表观活化能，从而使该反应能够更容易在Pt表面发生 (《Graphene cover-promoted metal-catalyzed reactions》,Yunxi Yao,etc, PNAS,2014,111,48,17023-17028,doi:10.1073/pnas.1416368111)。

目前工业中使用的乙炔选择性加氢催化剂虽然能在转化率上满足聚合级的需求，但是其选择性、转化率仍有待提高，而且长时间储存，使用前需要进行还原。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的存在的选择性低、转化率低；长时间储存，在使用前需要进行还原的问题，提供用于乙炔选择性加氢为乙烯的催化剂及其制备方法，以及一种石油化工生产中的乙烯物流中乙炔的选择性加氢的方法，该催化剂能够提高乙烯物流中乙炔选择性加氢的转化率和选择性，使用前不需要进行还原。

为了实现上述目的，本发明第一方面提供了一种用于乙炔选择性加氢为乙烯的催化剂，包括载体和负载于载体的活性组分，其中，所述活性组分包括主活性组分、助活性组分I和可选的助活性组分II；其中，主活性组分为还原态钯，助活性组分I为碳元素，助活性组分II含有选自除钯外的第VIII 族元素、IB族元素、铋、锑、铅、铟、铯、铷、钾和镁中的至少一种的金属元素。

本发明第二方面提供述了上述的用于乙炔选择性加氢为乙烯的催化剂的制备方法，该方法包括以下步骤：

(1)将含钯化合物和可选的含金属M的化合物负载到载体上，并进行第一焙烧，得到催化剂中间体；

其中，金属M选自除钯外的第VIII族元素、IB族元素、铋、锑、铅、铟、铯、铷、钾和镁中的至少一种；

(2)将得到的催化剂中间体置于含碳元素的混合气中进行第二焙烧，得到用于乙炔选择性加氢为乙烯的催化剂。