乙酸加氢制乙醇的催化剂及其制备方法以及乙酸加氢制乙醇的方法_2

文档序号:9926580阅读:来源:国知局
含Pt化合物和含In化合物,得到催化剂前体;(2)将 所述催化剂前体在含氢气气氛下还原,得到乙酸加氢制乙醇的催化剂。
[0025] 本发明提供的方法中提供的在载体中引入含Pt化合物和含In化合物,目的是最 终为了向制备的乙酸加氢制乙醇的催化剂中引入活性组分,具体为Pt和In。
[0026] 根据本发明,优选情况下,所述含Pt化合物、含In化合物和载体的加入量使得到 的所述乙酸加氢制乙醇的催化剂中,以所述乙酸加氢制乙醇的催化剂的总重量计,Pt的含 量为0. 1-2重量%,In的含量为0. 1-10重量%,以及载体的含量为88-99. 8重量% ;优选 地,Pt的含量为0. 1-1. 5重量%,In的含量为1-5重量%,以及载体的含量为93. 5-98. 9重 量%。
[0027] 根据本发明,优选情况下,Pt和In的重量比为1 :1-100 ;优选地,Pt和In的重量 比为 1 :2-50。
[0028] 根据本发明,所述含Pt化合物可以为能够加入载体得到催化剂前体并在步骤(2) 中的还原的条件下能够转变为Pt的物质。优选情况下,所述含Pt化合物为含Pt的无机酸 盐和/或有机酸盐;优选地,所述含Pt化合物为硝酸铂、氯铂酸、四氨合硝酸铂、氯化铂和醋 酸铂中的至少一种。
[0029] 根据本发明,所述含In化合物可以为能够加入载体得到催化剂前体并在步骤(2) 中的还原的条件下能够转变为In的物质。优选情况下,所述含In化合物为硝酸铟和/或 氧化铟。
[0030] 根据本发明,步骤(2)中还原用于将所述催化剂前体中的含Pt化合物和含In化 合物转变为金属Pt和In,即基本上引入的活性组分以还原态存在。所述还原的条件仅将所 述催化剂前体中的含Pt化合物和含In化合物转变为金属单质,而所述载体中的金属氧化 物不会转变。优选情况下,所述还原的温度为200-700°C,所述还原的时间为0. l_6h,所述 含氢气气氛中氢气含量为1-100体积%,所述含氢气气氛的体积空速为l〇_9500h、
[0031] 本发明中,步骤(2)将催化剂前体还原可以在制得催化剂前体后立即进行,也可 以在使用前(即用于乙酸加氢制乙醇反应前)进行。由于活性组分容易氧化,而催化剂前 体中的活性组分以氧化物形式存在,因此为便于运输,优选步骤(2)将催化剂前体还原在 进行乙酸加氢制乙醇反应前进行。
[0032] 根据本发明,优选情况下,在载体中引入含Pt化合物和含In化合物的方法可以为 浸渍、沉淀或机械混合。
[0033] 本发明一种优选的实施方式,在载体中引入含Pt化合物和含In化合物的方法包 括:(a)将含Pt化合物、含In化合物和水混合,形成浸渍溶液;(b)用所述浸渍溶液浸渍载 体,并老化、干燥和焙烧得到催化剂前体;其中,所述含Pt化合物和含In化合物为水溶性。 所述含Pt化合物为硝酸铂、氯铂酸、四氨合硝酸铂、氯化铂和醋酸铂中的至少一种;所述含 In化合物为硝酸铟。
[0034] 根据本发明,步骤(b)中所述老化可以是将浸渍了所述浸渍溶液的载体在常温下 静置,优选情况下,所述老化的时间为〇. l-l〇h。
[0035] 根据本发明,步骤(b)中所述干燥和焙烧用于将进行浸渍后的载体上吸附的水去 除,并使随浸渍溶液吸附在载体上的含Pt化合物和含In化合物能够转变为氧化铂和氧化 铟。优选情况下,所述干燥的温度为50-150°C,所述干燥的时间为0. 5-24h ;所述焙烧的温 度为300-650°C,所述焙烧的时间为l-10h。
[0036] 本发明还提供了一种本发明提供的方法制备得到的乙酸加氢制乙醇催化剂。该催 化剂的组成和含量如上所述,在此不再一一赘述。
[0037] 本发明还提供了一种乙酸加氢制乙醇的方法,该方法包括:在氢气存在和加氢反 应条件下,将乙酸与催化剂接触;其中,所述催化剂为本发明提供的乙酸加氢制乙醇催化 剂。
[0038] 根据本发明,优选情况下,乙酸的进料的体积空速为0. l_6h \氢气与乙酸的摩尔 比为1-100 :1,所述加氢反应的温度为200-500°C,所述加氢反应的压力为1. 5-10MPa。在 此反应条件下,本发明提供的催化剂可以获得更好的乙酸的转化率和乙醇的选择性、收率。
[0039] 以下将通过实施例对本发明进行详细描述。
[0040] 以下实施例和对比例中催化剂的组成由各物料的投料量计算得出。
[0041] 通过日本岛津公司的气相色谱仪GC-2010分析乙酸加氢制乙醇的反应产物,色谱 条件为:配有色谱柱为Innowax毛细管柱(柱长30mX0. 25mmX0. 5 μπι)和Haysep T填充 柱(5ftX 1/8),其中Innowax毛细管柱用于分离醋酸、脂类、醇类和烃类物质,用氢火焰检 测器FID检测;Haysep T填充柱用于分离氢气、C0和烃类,用热导池检测器T⑶检测;全组 分物流通过色谱仪进行产品分布测定。
[0042] 计算乙酸转化率、乙醇选择性和乙酸乙酯选择性,其中,乙酸转化率、乙醇选择性 和乙酸乙酯选择性按以下公式计算:
[0043] 乙酸转化率=[(乙酸进料质量-产物中乙酸质量)/乙酸进料质量]X 100% ;
[0044] 乙醇选择性=(生成乙醇所消耗的乙酸质量/所有转化的乙酸质量)X 100%。
[0045] 乙酸乙酯选择性=(生成乙酸乙酯所消耗的乙酸质量/所有转化的乙酸质 量)X100%〇
[0046] 实施例1
[0047] 本实施例用于说明本发明的乙酸加氢制乙醇的催化剂的制备方法。
[0048] 把0. lg的四氨合硝酸铂(国药集团化学试剂北京有限公司,纯度99重量% )、 0. 28g的硝酸铟(国药集团化学试剂北京有限公司,纯度86重量% )和10ml的去离子水混 合搅拌均匀,得到含Pt-In的浸渍溶液39. 7ml ;
[0049] 将上述浸渍溶液饱和浸渍到9. 85g的A1203载体上,并室温下静置老化2h,然后经 110°C干燥4h,500°C焙烧4h,制得催化剂前体;
[0050] 将催化剂前体进行还原,还原温度为350°C,还原时间为4h,含氢气气氛中氢气含 量为5体积%,含氢气气氛的体积空速为3000h \得到催化剂A。
[0051] 催化剂A的组成为:Pt的含量0. 5重量%,In的含量1重量%,A1203的含量98. 5 重量%。
[0052] 实施例2
[0053] 本实施例用于说明本发明的乙酸加氢制乙醇的催化剂的制备方法。
[0054] 把0. 175g的氯化铂(国药集团化学试剂北京有限公司,纯度99重量% )、0. 556g 的硝酸铟(国药集团化学试剂北京有限公司,纯度86重量% )和12ml的去离子水混合搅 拌均匀,得到含Pt-In的浸渍溶液39. 7ml ;
[0055] 将上述浸渍溶液饱和浸渍到9. 7g的Si02载体上,并室温下静置老化4h,然后经 110°C干燥4h,700°C焙烧4h,制得催化剂前体;
[0056] 将催化剂前体进行还原,还原温度为400°C,还原时间为6h,含氢气气氛中氢气含 量为20体积%,含氢气气氛的体积空速为3500h \得到催化剂B。
[0057] 催化剂B的组成为:Pt的含量1重量%,In的含量2重量%,Si02的含量97重 量%。
[0058] 实施例3
[0059] 本实施例用于说明本发明的乙酸加氢制乙醇的催化剂的制备方法。
[0060] 把0. 3989g的氯铂酸国药集团化学试剂北京有限公司,纯度99重量% )、0. 84g的 硝酸铟(国药集团化学试剂北京有限公司,纯度86重量% )和8ml的去离子水混合搅拌均 匀,得到含Pt-In的浸渍溶液51ml ;
[0061] 将上述浸渍溶液饱和浸渍到9. 6g的Zr02载体上,并静置老化4h,经110°C干燥4h, 500 °C焙烧4h,制得催化剂前体;
[0062] 将催化剂前体进行还原,还原温度为500°C,还原时间为2h,含氢气气氛中氢气含 量为60体积%,含氢气气氛的体积空速为2500h \得到催化剂C。
[0063] 催化剂C组成为:Pt的含量1. 5重量%,In的含量3重量%,Zr
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