[发明专利]一种氧化铝负载离子液体-钯催化剂及其制备和在乙炔加氢反应中的应用

说明书

本发明公开了一种氧化铝负载离子液体‑钯催化剂及其制备和在乙炔加氢反应中的应用。所述催化剂包括氧化铝载体以及负载在载体表面上的离子液体和钯化合物，所述的钯化合物选自氯钯酸、硝酸钯、醋酸钯、乙酰丙酮钯、二氯二氨钯、四氯钯酸铵、氯钯酸钠、硝酸四氨合钯中的一种；所述的离子液体的阳离子为不同碳链长度的咪唑阳离子，阴离子为氯离子、溴离子、六氟磷酸根、四氟磷酸根或四氟硼酸根；其中离子液体在载体表面形成一层液膜，并且离子液体还与钯化合物形成卡宾结构；所述催化剂中，钯的负载量为0.03‑1wt％，离子液体的负载量为8‑40wt％。本发明所述催化剂用于乙炔选择性加氢，能促进乙烯脱附，从而大大提高了该反应中乙烯的选择性。

(一)技术领域

本发明涉及一种氧化铝负载离子液体-钯催化剂及其制备方法和在乙炔选择性加氢制乙烯反应中的应用。

(二)技术背景

乙烯作为重要的有机化工原料，被广泛应用于各个领域。工业生产所得的乙烯原料气中，往往含有1％的乙炔。乙烯原料气中混杂的微量乙炔会毒化后续乙烯聚合反应的催化剂，并降低聚乙烯产品的品质。因此，将原料气中的乙炔除至5ppm以下具有重要意义。

乙烯装置中常采用溶剂吸收法、选择性加氢法脱除乙烯原料中的乙炔。与溶剂吸收法相比，催化选择加氢相比吸收法，污染小，在除去乙炔杂质的同时，还能提高乙烯的产量。然而工业上所采用的传统催化剂，当乙炔在高转化率时，乙烯的选择性很低。这是由于在反应过程中乙烯没有及时脱附，过度加氢所导致的。

基于以上背景，设计一种合适的催化剂以提高乙炔选择性加氢反应中乙烯的选择性对于乙烯的工业化生产具有重要意义。

(三)发明内容

本发明的首要目的在于提供一种用于乙炔选择性加氢的氧化铝负载离子液体-钯催化剂，该催化剂能大大提高乙炔选择性加氢反应中乙烯的选择性。

本发明的第二个目的是提供一种工艺简单的制备所述氧化铝负载离子液体-钯催化剂的方法。

本发明的第三个目的是提供所述氧化铝负载离子液体-钯催化剂在乙炔选择性加氢反应中的应用，具有乙炔转化率高、乙烯选择性高、催化剂稳定性好的优点。

下面对本发明所用的技术方案做具体说明。

一方面，本发明提供了一种氧化铝负载离子液体-钯催化剂，包括氧化铝载体以及负载在载体表面上的离子液体和钯化合物，所述的钯化合物选自氯钯酸、硝酸钯、醋酸钯、乙酰丙酮钯、二氯二氨钯、四氯钯酸铵、氯钯酸钠、硝酸四氨合钯中的一种；所述的离子液体选自咪唑类离子液体，其阳离子选自不同碳链长度的咪唑阳离子，阴离子为氯离子、溴离子、六氟磷酸根、四氟磷酸根或四氟硼酸根；其中离子液体在载体表面形成一层液膜，并且离子液体还和钯化合物形成卡宾结构；所述催化剂中，钯的负载量为0.03-1wt％，离子液体的负载量为8-40wt％。

本发明中，负载量的定义是组分相对于载体的质量百分含量。

进一步，氧化铝载体的比表面积为58-420m²/g。

进一步，所述的钯化合物优选氯钯酸。

进一步，所述不同碳链长度的咪唑阳离子为1-乙基-3-甲基咪唑、1-丙基-3-甲基咪唑、1-丁基-3-甲基咪唑或1-戊基-3-甲基咪唑形成的阳离子。

更进一步，所述的离子液体优选易与钯化合物形成卡宾结构的氯化1-丙基-3-甲基咪唑、氯化1-丁基-3-甲基咪唑、1-丙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐或1-丙基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐，更优选为氯化1-丙基-3-甲基咪唑或氯化1-丁基-3-甲基咪唑。

进一步，钯的负载量优选为0.05-0.1wt％，更优选0.1wt％；离子液体的负载量优选为20-30wt％，更优选为30wt％。

另一方面，本发明提供了一种氧化铝负载离子液体-钯催化剂的制备方法，包括以下步骤：