[发明专利]一种用于合成气一步法直接合成醇醛类含氧产物的催化剂及应用

说明书

本发明提供一种用于合成气一步法直接合成醇醛类含氧产物的催化剂及其应用。该催化剂包括复合氧化物和氢甲酰化固相催化剂；复合氧化物为CoM1复合氧化物或CoM1M2复合氧化物，M1选自Mg、Ca、Cu、Zn、Al、Zr、Mn、La和Ce中的一种或多种，M2选自Li、Na、K、Rb和Cs中的一种或多种。该催化剂体系经过还原及碳化得到用于合成气一步法直接合成醇醛类含氧产物的催化剂活性组分，该活性组分综合合成气制烯烃以及氢甲酰化催化剂的双重功能。催化剂制备相对简单，采用合适的发挥其双功能协同作用，用于合成气一步法直接合成醇醛类含氧产物反应体系中得到较高的醇醛类含氧产物选择性，同时催化剂稳定性也较好。

技术领域

本发明涉及催化剂技术领域，具体涉及一种用于合成气一步法直接合成醇醛类含氧产物的催化剂及应用。

背景技术

以合成气催化转化为基础的C1化工技术，是实现煤和天然气清洁高效转化的重要途径之一。基于合成气催化转化路线，已经实现工业化的主要有以下几种反应类型:费托合成、甲醇合成、甲醇制烯烃、煤制乙二醇等。作为合成气催化转化的一个重要路线，合成气制混合醇一直是科学界持续关注的重点研究领域，但时至今日尚未实现工业化。混合醇，尤其是高碳醇具有较高的经济附加值以及实际应用前景，不仅可以直接作为燃料供汽车等现代交通工具使用，还可以作为汽油添加剂或精细化工品的中间产物，广泛应用于表面活性剂、增塑剂、洗涤剂和化妆品等领域。

在合成气制混合醇的反应过程中，根据该反应过程的机理及实际产物分布情况可知，除了生成一系列不同碳数的醇类产物之外，还会生成一系列不同碳数的醛类、烯烃、烷烃以及CO₂等副产物，如何尽可能把副产物转化为更高价值的混合醇具有很重要的意义。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种用于合成气一步法直接合成醇醛类含氧产物的催化剂及其应用，该催化剂包括复合氧化物和氢甲酰化固相催化剂，质量比为1:5～5:1；所述复合氧化物为CoM1复合氧化物或CoM1M2复合氧化物，M1选自Mg、Ca、Cu、Zn、Al、Zr、Mn、La和Ce中的一种或多种，M2选自Li、Na、K、Rb和Cs中的一种或多种，涉及Co基催化剂与氢甲酰化固相催化剂双功能协同，用于合成气制醇醛类含氧产物，具有较高的醇醛类含氧产物选择性。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明第一方面提供一种用于合成气一步法直接合成醇醛类含氧产物的催化剂，包括复合氧化物和氢甲酰化固相催化剂，质量比为1:5～5:1，如1:5～1:1、1:1～2:1或2:1～5:1；所述复合氧化物为CoM1复合氧化物或CoM1M2复合氧化物，M1选自Mg、Ca、Cu、Zn、Al、Zr、Mn、La和Ce中的一种或多种，M2选自Li、Na、K、Rb和Cs中的一种或多种。

优选地，M1选自Mn、Cu、Zn和Al中的一种或多种。

优选地，M2选自Na和K中的一种或多种。

优选地，所述复合氧化物和所述氢甲酰化固相催化剂的质量比为1:2～2:1。

优选地，Co与M1的摩尔比为1:10～10:1，如1:10～1:2、1:2～1:1、1:1～2:1或2:1～10:1。更优选地，Co与M1的摩尔比为1:3～3:1。

优选地，M2占复合氧化物的质量百分比为0％～5％，如0％～1％或1％～5％。更优选地，M2占复合氧化物的质量百分比为1％～2％。

优选地，氢甲酰化固相催化剂包括活性组分的氧化物和载体，所述活性组分选自Rh、Pd、Ru和Co中的一种或多种，所述载体选自氧化铝、氧化硅、氧化锆、氧化锰、活性炭。更优选地，所述活性组分选自Rh和Ru中的一种或多种，所述载体选自氧化硅和活性炭中的一种或多种。

更优选地，所述活性组分为所述载体质量的0.5％～10％，如0.5％～1％或1％～10％。进一步更优选地，所述活性组分为所述载体质量的1％～2％。