[发明专利]一种活性炭负载的含硫铱基催化剂及其制备与应用

权利要求书

1.一种活性炭负载的含硫铱基催化剂在甲醇气相羰基化制备乙酸、乙酸甲酯或其混合物中的应用，其特征在于：反应温度为180~280℃，反应压力0.5~6.5MPa；反应液体体积空速为0.1~15h^-1，CO和甲醇的摩尔比为0.25~2:1；H₂和CO的体积比为0.05~2:1，产物中乙酸甲酯为所需的主产物；反应器中需要加入助催化剂碘甲烷，加入量为甲醇的5~50.0wt%；

所述的催化剂包括主催化剂、硫和助催化剂、以及载体四部分组成；

主催化剂为铱的硫化物中的一种或二种以上；

助催化剂为钌、锰、锌、镧、锂、铈、镨、钕、钐、钆、钬、镱中的一种或二种以上；

载体为椰壳炭或杏壳炭中的一种或二种；

铱占催化剂总质量的0.01~5.0wt%；助催化剂中金属和铱的原子比为0.1~15:1，硫和铱的原子比为0.5~10:1；

所述的催化剂在使用前需要进行还原活化，在合成气中活化温度为200~450℃，时间为1~4h，合成气为CO与H₂摩尔比为1~10:1。

2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于：助催化剂为钌、锰、锌、镧、锂中的一种或两种以上；

铱占催化剂总质量的0.1~3.0wt%。

3.根据权利要求1所述的应用，其特征在于：铱占催化剂总质量的0.5~2.0 wt％。

4.根据权利要求1所述的应用，其特征在于：

所述的载体为椰壳活性炭或杏壳活性炭中的一种或两种，椰壳炭的比表面积为500~1100m²/g，椰壳炭的平均孔径为1~200nm；

杏壳炭的比表面积为600~1200m²/g，杏壳炭的平均孔径为1~200nm。

5.根据权利要求4所述的应用，其特征在于：

所述椰壳炭的比表面积为550~900m²/g，椰壳炭的平均孔径为1~100nm；

杏壳炭的比表面积为650~1000m²/g，杏壳炭的平均孔径为1~100nm。

6.一种权利要求1-5任一所述的应用，其特征在于：所述催化剂的制备方法如下：

先制备活性炭负载的含有助剂的铱基催化剂，再用硫源硫化；

活性炭负载的含有助剂的铱基催化剂的制备过程为：在酸的作用下，将铱前驱体、助催化剂的前驱体，溶解于水、乙醇或丙酮中的一种或二种溶剂中；然后将载体浸渍于混合前驱体溶液中，浸渍2~6h，再在60~100℃烘箱中烘干溶剂，再升高至100~120℃烘干6~8h，再移至氮气或氩气等惰性气体保护下250~400℃焙烧1~4h，最后再进行液相或气相硫化；

其硫化的一种方式为气相硫化：

先制备活性炭负载的含有助剂的铱基催化剂，然后在管式炉中用H₂先还原，再切换H₂S硫化，或者在管式炉中直接用H₂和H₂S的混合气还原硫化，硫化的温度为200~400℃，硫化时间为1~6h；

或，硫化的方式之二为液相硫化：

先制备含有硫源的前驱体溶液，所述的硫源为硫化氢、硫化铵、硫化钠、硫化钾、硫脲或硫代乙酰胺等其中的一种或两种以上，含有硫源的前躯体溶液中硫的质量分数为1~15%；再将制备好的活性炭负载的含有助剂的铱基催化剂浸渍其中，熟化反应1~6h后，80~120℃烘干，然后再进行干燥焙烧，焙烧温度200~600℃，焙烧时间1~6h。

7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于：液相硫化时，干燥焙烧，焙烧温度250~450℃，焙烧时间2~4h。