[发明专利]一种乙酸加氢制乙醇的方法

说明书

本发明公开了一种乙酸加氢制乙醇的方法，所述的方法为：在温度150～250℃、压力0.1～3.0MPa、质量空速10～12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，与负载型的Fe‐Sn/Al₂O₃催化剂接触进行加氢反应，获得乙醇，催化剂价格较低活性高，可在低温低压高空速的条件下得到乙醇，降低了乙醇得生产成本。

技术领域

本发明涉及有机化工领域，尤其涉及一种乙酸加氢制乙醇的方法。

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。

醋酸直接加氢制乙醇技术的关键是开发出高醋酸转化率、高乙醇选择性的催化剂，由于研究较少，所以开发难度较大，但近年来，这方面正在取得重要进展。有关文献报道了一种负载型双金属催化剂Pt‐Fe/SiO2。该双金属相对于单金属催化剂可以增加Fe的还原能力、增强反应活性、消除了反应诱导期、以及避免Fe在反应过程中生成碳化铁而引起反应失活。但是这种催化剂的主要反应产物是乙醛，乙醇选择性最高仅为40％。US20100197485A1公开了在Pt‐Sn/SiO2催化剂体系中加入CaSiO3，在250℃、22bar、GHSV2500h‐1条件下，乙醇的选择性可以达到92％，但乙酸的转化率只有24％。CN103170337A公开了一种用于生产乙醇的催化剂及其制备方法，采用双金属催化剂，一种金属为贵金属铂、钌或钯，另一种金属为铁、钴或锡。但是贵金属含量比较高，为2％。

发明内容

本发明目的是提供一种乙酸加氢制乙醇的方法，即用负载型的Fe‐Sn/Al₂O₃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反应温度和压力高、空速低等问题。

本发明提供一种用负载型的Fe‐Sn/Al₂O₃催化剂乙酸加氢制乙醇的方法，所述的方法为：在温度150～250℃、压力0.1～3.0MPa、质量空速10～12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，与负载型的Fe‐Sn/Al₂O₃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；

所述负载型的Fe‐Sn/Al₂O₃催化剂使用非贵金属Fe和Sn作为活性组分，可以有效地改善乙酸加氢制乙醇反应中的乙酸转化率、乙醇选择性和收率。特别地，所述催化剂中Fe和Sn的含量在上述范围内时，催化剂对乙酸加氢制乙醇反应的改善效果更好。优选情况下，Fe和Sn的重量比为1：0.1‐10；优选地，Fe和Sn的重量比为1：0.3‐8。调控Fe和Sn的重量比可以更好地提高乙酸的转化率和乙醇的选择性、收率。