本发明涉及一种催化剂领域，特别是涉及一种α-甲基苯乙烯加氢催化剂及其制备方法和用途。
背景技术：
1、α-甲基苯乙烯(简称为ams)加氢制异丙苯主要应用于两种场景。一种在生产苯酚和丙酮的工艺中，另一种在生产环氧丙烷的工艺中。
2、环氧丙烷(环氧丙烷)作为一种重要的基础有机化工原料，工业上主要用于制备聚醚多元醇，丙二醇、醇胺和各类非离子表面活性剂，其衍生物被广泛应用于石化、建筑、家电、汽车、医药、农药、纺织、日化等行业。国内外环氧丙烷po的工艺生产技术主要有chpo氯醇法、po/sm环氧丙烷/苯乙烯共氧化法、po/tb环氧丙烷/叔丁醇共氧化法、chppo异丙苯氧化法和hppo双氧水氧化法。而po/sm环氧丙烷/苯乙烯共氧化法、po/tb环氧丙烷/叔丁醇共氧化法、chppo异丙苯氧化法属于间接氧化法，是一种国际上已经基本成熟、流程简单、环境友好、清洁绿色环氧丙烷的工艺生产技术。其中chppo法实际上是一种改进的共氧化法，异丙苯能够循环使用，不产生联产品，装置投资费用比po/sm环氧丙烷/苯乙烯共氧化法低1/3左右，也无需使用氯气作为原料的chpo氯醇法工艺所需的防腐设备。因此chppo异丙苯氧化法工艺生产技术有望成为未来生产环氧丙烷的最佳工艺路线
3、chppo法采用异丙苯过氧化氢作氧化剂、钛硅介孔分子筛为催化剂，将原料丙烯转化为环氧丙烷，同时过氧化氢异丙苯转化为二甲基苄醇。二甲基苄醇经脱水转化为ams，ams再通过加氢转化为异丙苯，异丙苯再经过氧化转化成过氧化氢异丙苯，完成反应循环。由此看出，此工艺中需要加氢来转化大量的ams。
4、由于ams性质活泼、稳定性差，因此加氢催化剂必须具有较高的低温活性和选择性，适当的抗杂质性能，以增加催化剂再生周期，从而延长催化剂使用寿命。ams加氢制备异丙苯的传统方法是淤浆法，使用的是reney镍催化剂，该法存在流程复杂、催化剂选择性低、使用周期短等缺点。淤浆法逐渐被固定床法取代，其中加氢催化剂的性能非常关键。
5、ams固定床加氢催化剂的活性组分通常为元素周期表10族或11族金属。具体包括镍、钯、白金、铜。钯系催化剂可列举出在钯-氧化铝、钯-二氧化硅、钯-碳等。铜系催化剂可列举出铜、铜-铬、铜-锌、铜-铬-锌、铜-二氧化硅、铜-氧化铝等。镍系催化剂可列举出在镍-氧化铝、镍-二氧化硅等。由于钯系催化剂的活性和选择性最高，所以尽管其成本昂贵，但以钯为主要或唯一成分的催化剂目前应用最为广泛。
6、在国外，应用广泛的ams加氢催化剂包括赢创noblyst h14108钯系，johnsonmatthey 309钯系，以及chemcat hd-103钯系。而国内目前在该项目工业化催化剂仍处于空白阶段，市场流通的ams加氢催化剂如铜、镍系，均存在ams转化率不高、选择性低、过度加氢、存在二聚或多聚产物等问题。
7、在美国专利us3646235中，little等分别研究了镍，铂，钯，钴及几种金属合金催化剂的ams选择加氢性能，条件优选24～50℃的温度和0.17～0.45mpa的压力，以及金属含量在1～5％的钯催化剂。
8、在cn1732139a中，分别使用0.05％负载的钯-氧化铝和60％负载的铜-二氧化硅，在高温205℃下，氢气和ams的摩尔比为1.5，转化率和选择性均高于99％。
9、在cn104151129a中，钯系催化剂的组成为钯0.1～0.5％，含0.2～0.8％钾、(钙镁钡)、0.2～10％硅和磷，氧化铝为载体。优选反应压力0.6mpa，温度60℃，空速0.6。
10、在cn109096031a中，提出使用钼-钯合金催化剂，压力0.3～0.8mpa，温度35～90℃，体积空速0.5～2.5小时；氢气与ams的摩尔比优选为1.0～5.0，更优选1.2～3.0。
11、在cn1793089a中，公开了一种利用镍系催化剂和贵金属催化剂的串联组合催化剂。采用市售催化剂组合装填，第一反应区中使用镍系催化剂(氧化铝为载体，16％的镍负载量)，实现70～95％的ams转化，第二反应区采用钯系催化剂，实现至少95％的ams转化。类似地，在cn103724153a中，ams物流先通过镍系再通过钯系催化剂的方法再次被提及。其中，镍的负载量为30～45％，镍系催化剂的载体中氧化硅与氧化铝的重量比为2～5:1；钯的负载量为0.3～0.8％；反应压力0.2～0.3mpa，温度40～80℃，空速为1～2。
12、在cn102964199b中，采用镍系催化剂，负载镍30～45％，以氧化铝/氧化硅复合物为载体。优选的压力0.1～0.5mpa，温度40～80℃，空速为1～2，氢气和ams的摩尔比为5～10。转化率达99.5％，选择性达99.9％。
13、从上述综述可以看出，目前ams加氢催化剂主要有两种，一种为钯系贵金属催化剂，其中钯的负载量为0.05～1％；另一种为镍系催化剂，其中镍的负载量较大，且载体均含有一定的酸性如氧化铝。对于生产环氧丙烷的工艺，由于其需要持续对大量的ams加氢，故使用钯系催化剂的成本过高。而现有镍系的催化剂成本虽较钯系催化剂低，但考虑到其高负载量和更换的频率，其使用成本也存在优化的空间。且目前所披露的镍系催化剂，其使用寿命和选择性还均未能达到工业化的要求，如寿命大于2000小时，副产物异丙苯环己烷产生量低于50ppm。
技术实现思路
1、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α-甲基苯乙烯加氢催化剂及其制备方法和用途，用于解决现有技术中的问题。
2、为实现上述目的及其他相关目的，本发明是通过以下技术方案获得的。
3、本发明提供镍基催化剂，所述镍基催化剂的载体为二氧化硅，以所述载体的质量为基准计，所述二氧化硅上负载有不超过10wt％的镍。
4、优选地，以所述载体的质量为基准计，所述二氧化硅上负载有1～10wt％的镍。如可以为2wt％、3wt％、4wt％、5wt％、6wt％、7wt％、8wt％、9wt％或10wt％。
5、优选地，所述负载于二氧化硅上的镍的粒径为1～20nm。
6、优选地，所述二氧化硅的粒径为0.1～5mm，比表面积为200～450m2/g。
7、更优选地，所述二氧化硅的比表面积可以为200m2/g、230m2/g、250m2/g、280m2/g、300m2/g、320m2/g、350m2/g、370m2/g、400m2/g、420m2/g或450m2/g。
8、本发明还提供了一种如上述所述的镍基催化剂的制备方法，包括如下步骤：采用镍盐溶液浸渍二氧化硅颗粒，焙烧。
9、优选地，所述镍盐溶液的类型没有特别限制，可以是水溶液，也可以是乙醇、苯等作为溶剂形成的有机镍盐溶液。
10、优选地，所述镍盐选自硫酸镍、硝酸镍和卤化镍中的一种或多种。
11、优选地，所述焙烧温度为400～650℃。如焙烧温度可以为400℃、450℃、500℃、550℃、600℃或650℃。
12、优选地，所述焙烧时间至少为1h。如可以为1h、1.5h、2h、2.5h、3h、3.5h、4h、4.5h、5h、5.5h、6h、6.5h、7h、7.5h、8h、8.5h、9h、9.5h、10h。
13、本发明还提供一种如上述所述的镍基催化剂用于α-甲基苯乙烯加氢制异丙苯的用途。
14、优选地，所述α-甲基苯乙烯加氢制异丙苯中，α-甲基苯乙烯的浓度为12～25wt％，如可以为12wt％、13wt％、14wt％、15wt％、16wt％、17wt％、18wt％、19wt％、20wt％、21wt％、22wt％、23wt％、24wt％或25wt％。
15、优选地，所述加氢反应的压力为0.1～0.8mpa，如可以为0.1mpa、0.15mpa、0.2mpa、0.25mpa、0.3mpa、0.35mpa、0.4mpa、0.45mpa、0.5mpa、0.55mpa、0.6mpa、0.65mpa、0.7mpa、0.75mpa或0.8mpa。
16、优选地，所述加氢反应的温度为20～120℃，如可以为20℃、25℃、30℃、35℃、40℃、45℃、50℃、55℃、60℃、65℃、70℃、75℃、80℃、85℃、90℃、95℃、100℃、105℃、110℃、115℃或120℃。
17、优选地，所述加氢反应的体积空速0.5～2.5h-1，如0.5h-1、1h-1、1.5h-1、2h-1或2.5h-1。
18、优选地，氢气与α-甲基苯乙烯的摩尔比为(1～10)：1，如1:1、2:1、3:1、4:1、5:1、6:1、7:1、8:1、9:1或10:1。
19、优选地，在上述用途中，为了提高α-甲基苯乙烯转化率，采用选自增加催化剂中镍的负载量、增加加氢反应的温度和降低进料中α-甲基苯乙烯的含量中的一种或多种来实现。
20、优选地，在上述用途中，为了降低反应起始阶段生成的异丙基环己烷的量，采用降低反应温度和降低催化剂中镍的负载量中的一种或两种来实现。
21、优选地，在上述用途中，为了缩短反应初始阶段的异丙基环己烷的量至50ppm以下，采用降低反应温度和降低催化剂中镍的负载量中的一种或两种来实现。
22、本发明提出了一种新的镍催化剂，对比目前的主流工艺催化剂，降低了镍催化剂的负载量，同时采用特定物化性能的惰性载体二氧化硅，且通过载体的限域效应使金属颗粒在12～25wt％高浓度ams的环境下拥有较高的稳定性，能够长时间保持在高转化率100％和高选择性99.98％。
23、本技术中提供的技术方案中，提供的新的镍基催化剂，其用于α-甲基苯乙烯加氢制异丙苯，既满足了工业化的指标要求，又通过避免使用钯贵金属，极大降低了催化剂制作成本和生产成本。