[发明专利]一种生产正丁醇的钯镓双金属催化剂及其制备方法及应用

说明书

本发明属于化工领域，具体涉及一种生产正丁醇的钯镓双金属催化剂及其制备方法及应用。所述催化剂以钯‑镓双金属为活性组分，稀土金属为助剂；所述催化剂载体为羟基磷灰石或NaY分子筛中的一种或两种。所述催化剂采用浸渍法负载活性组分及助剂后焙烧制得而成。利用本发明的催化剂，以乙醇为原料，氮气为载体，在反应压力2‑5MPa，反应温度为260‑350℃条件下进行气‑固非均相反应，得到正丁醇。采用乙醇为原料生产丁醇，摆脱了对石油的依赖，而且联产附加值更高的己醇，经济效益好；反应副产物是水，绿色环保。本发明的制备方法简易，可复制性及推广性强；另外，本发明不需要在反应前对催化剂进行还原，减少了反应步骤，方便了操作，降低了能耗。

技术领域

本发明属于化工领域，具体涉及一种生产正丁醇的钯镓双金属催化剂及其制备方法及应用。

背景技术

正丁醇是一种重要的有机化工原料，主要用于涂料和胶粘剂生产领域，另外还可以用做其他衍生物的原料。目前正丁醇主要用于生产丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸丁酯，约占正丁醇消费总量的32％，同时也用于生产醋酸丁酯、邻苯二甲酸二丁酯等酯类，占正丁醇消费总量的67％左右，这些正丁醇的酯类化合物可用于生产乳胶建筑用涂料，正丁醇还可以用做织物制造以及硬质聚氯乙稀抗冲击改性剂。大约有十分之一的丁醇直接作为溶剂供应市场,其他少量用于生产增塑剂、氨基树脂和丁胺等。此外，丁醇在用作燃料使用时较同系物的丙醇、乙醇、甲醇等具有更好的燃烧性能与经济优势。

我国丁醇的生产始于20世纪50年代，当时主要采用发酵法生产，此方法正丁醇产量较低；改革开放以来，我国的石化工业得以快速发展，相继建成了一批大型烯烃生产装置，其中有的配套了丙烯羰基合成丁醇生产装置，近年来，由于下游需求的快速增长，尽管我国丁醇的产量有很大提高，但一直不能满足下游实际生产的需求，仍然需要大量进口来满足市场需求。

目前，羰基合成法是最广泛的丁醇生产方法，其生产工艺如下：丙烯与CO、H₂在加压加温及催化剂存在下羰基合成正、异丁醛，加氢后分馏得正丁醇。但该技术对原油依赖严重，不符合我国原油短缺的国情。随着醋酸加氢制乙醇技术的不断推广，乙醇的来源不再单纯依靠粮食，而是可以以煤为源头进行大规模生产，为乙醇法制丁醇提供了廉价的原料支持。

利用乙醇为原料通过缩合法制丁醇是一种科学、绿色的非石油路线生产正丁醇的方法，能够丰富正丁醇的来源渠道。专利CN 1216838C报道了一种乙醇缩合法制丁醇的方法，以镁、钴、镍、钯、铁盐为催化剂活性组分，氧化铝为催化剂载体，该催化剂的不足之处于：活性金属需要300℃以上高温还原，制备工序复杂；氧化铝为载体得到的催化剂活性较低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对上述存在的问题，提供一种利用简单、高效的乙醇缩合合成正丁醇的钯镓双金属催化剂及其制备方法，并提供具体利用该催化剂制备正丁醇的应用方法。

本发明采用的技术方案如下：

一种利用乙醇合成正丁醇的催化剂，其特征在于，所述催化剂以钯-镓双金属为活性组分，稀土金属为助剂；所述催化剂载体为羟基磷灰石或NaY分子筛中的一种或两种。

进一步地，所述钯的前驱体选自硝酸钯或氯化钯、所述镓的前驱体选自硝酸镓，所述稀土金属为La(镧)、Ce(铈)、Pr(镨)、Dy(镝)、Ho(钬)、Er(铒)、Yb(镱)、Sc(钪)和Y(钇)元素元素中的一种或多种。进一步地，所述稀土元素为Ce(铈)、Y(钇)、Dy(镝)、Er(铒)、Ho(钬)中的一种或多种。

进一步地，以质量百分比计，所述催化剂中，钯为0.1％-2％、镓为0.3％-8％，稀土金属为0.01％-1％，余量为载体。

本发明还包括上述催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、将钯盐、镓盐及稀土金属盐或稀土氧化物溶于去离子水中得到混合液；