[发明专利]一种用于甲醇合成气制备乙醛的催化剂及其制备方法

说明书

本发明涉及一种用于甲醇合成气制备乙醛的催化剂及其制备方法，涉及化工催化剂制备领域。其中，催化剂包括载体、活性组分和助剂；活性组分包括Pd、Zn、Co、Ni、Mn、Cu和Fe中的至少一种，助剂为碱金属。催化剂的制备方法包括：将溶解有活性组分的前驱体以及溶解有助剂的前驱体的溶液浸渍于载体，干燥，在氮气或惰性气体氛围下焙烧，制备工艺简单，便于工业化生产。制得的用于甲醇合成气制备乙醛的催化剂，其具有较佳的催化活性，对乙醛选择性高，可用于乙醛的工业化制备中。

技术领域

本发明涉及化工催化剂制备领域，且特别涉及一种用于甲醇合成气制备乙醛的催化剂及其制备方法。

背景技术

乙醛是重要的脂肪族化合物，是制造乙酸、过乙酸、乙酸酐、乙烯酮、乙酸乙酯、丁烯醛、正丁醇、2-乙基己醇、季戊四醇、三氯乙醛、吡啶等多种重要化学品的重要原料，具有很高的工业应用价值，受到了科研工作者的广泛重视。

目前合成乙醛常用的方法和催化剂主要分为以下几种：(1)乙烯氧化法，Wacker和Hoechst公司在1957～1959年开发的总过程是乙烯放热催化直接氧化反应，催化剂是由PdCl₂和CuCl₂组成的双组分系统。但是Wacker-Hoechst法催化剂昂贵，AndreaDasic等提出以N₂O为氧化剂用Ca，Sr，Ba碱金属作为催化剂同样可以氧化乙烯生成乙醛。(2)乙酸还原法，Yokoyama等将ZrO₂、CeO₂、ZnO、MnO等金属氧化物用于乙酸加氢还原法制备乙醛反应中，Cr₂O₃和部分还原的Fe₂O₃表现出很高的选择性。Rachmady等研究了Pt负载在TiO2、SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃上的催化剂对于乙酸还原反应的催化活性。(3)甲烷和CO合成法，日本经济贸易工业局与国家工业研究所共同开发了一个项目，就是由脂肪烃与CO反应合成脂肪醛和醇类产品，将Rh(PMe₃)₃Cl分散在超临界CO₂或液态CO₂溶液中，配制成催化体系，将CH₄和CO混合气送入装有催化剂的反应器中，在19℃和光辐射条件下反应16h，制得MeCHO/EtOH＝72.6/1.7(mol比，按催化剂用量计)的混合液。(4)乙炔水合法，乙炔水合法不需要贵金属钯催化剂和制氧设备以及特种耐酸材料，陈培丰采用负载型磷酸盐作为催化剂，其液相产物中有乙醛、丁烯醛、丙酮和水，其中丁烯醛含量在0.1％以下。(5)乙烷氧化法，Zhao等采用铋和铈为活性组分，二氧化硅作为载体的催化剂进行乙烷氧化制乙醛反应，乙醛选择性40％，乙烷转化率低于5％。Lou等对负载在SBA-15上的氧化钼催化剂在乙烷氧化制乙醛反应中催化活性进行了研究。张艳红等采用浸渍法制备了硅藻土负载的杂多化合物PMo₉V₂Nb₁/K催化剂，乙烷的摩尔转化率为22.5％，产物乙酸和乙醛的总选择性达90.8％。(6)乙醇氧化法，工业上用乙醇氧化法制备乙醛常用银丝网或膨松结晶银催化剂。Yang等采用Ag₂O作为催化剂进行醇氧化制取相应醛或酮反应。Idriss等将一系列金属氧化物Fe₂O₃，Fe₂O₃/CaO，Fe₃O₄，TiO₂，CaO，SiO₂作为催化剂用于乙醇氧化反应，结果发现乙醛为主要产物，丙酮和乙酸乙酯作为副产物出现。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于甲醇合成气制备乙醛的催化剂，其具有较佳的催化活性，对乙醛选择性高，可用于乙醛的制备中。

本发明的另一目的在于提供一种用于甲醇合成气制备乙醛的催化剂的制备方法，其制备工艺简单，便于工业化生产。