CN105289618A

CN105289618A - 一种加氢催化剂及其应用

Info

Publication number: CN105289618A
Application number: CN201510778387.8A
Authority: CN
Inventors: 贾东新; 焦德华; 何玲丽
Original assignee: WUXI PUAIDE ENVIRONMENTAL PROTECTION TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: WUXI PUAIDE ENVIRONMENTAL PROTECTION TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2015-11-13
Filing date: 2015-11-13
Publication date: 2016-02-03

Abstract

本发明公开了一种加氢催化剂，它是由偏硅酸钠和金属源在有机相环境下反应得到。与现有技术相比，本发明中的加氢催化剂，将起催化作用的镍和铝分散固定于硅胶载体上，扩大了其与反应底料的接触面积。与现有技术相比，该加氢催化剂的催化效率更高，所需的催化条件更温和，有利于工业生产。同时，本发明方法在纯有机相条件下完成，经对比，较一般的含水条件，所得加氢催化剂催化效率更高。

Description

一种加氢催化剂及其应用

技术领域

本发明属于催化剂领域，具体涉及一种加氢催化剂及其应用。

背景技术

乙烯、丙烯等低碳烯烃是石油化工产业中最基本的原料。以乙烯为例，约有75％的石油化工产品由乙烯生产，它主要用来生产聚乙烯、聚氯乙烯、环氧乙烷/乙二醇、二氯乙烷、苯乙烯、聚苯乙烯、乙醇、醋酸乙烯等多种重要的有机化工产品，实际上，乙烯产量已成为衡量一个国家石油化工工业发展水平的标志。

统计显示，从1990年到2003年，我国乙烯当量消费量年均增长12％，此后的增长速度更加惊人，2003年我国乙烯当量消费量为1350万吨，2005年这一数字便达到1876万吨，两年间徒增了近40％，中国乙烯市场已成为全球增长速度最快、增长持续时间最长的国家。

在制取乙烯、丙烯及其后续工艺中，加氢催化剂的效果对于产品的产率与合格率有着重大的影响。雷尼镍是一种常见，高效的加氢催化剂，但其制备成本较高。因此，一种高效，低成本的镍铝双系催化剂，是目前的一大研究热点。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种加氢催化剂，以解决现有技术存在的催化效率不高，催化条件苛刻等问题。

本发明还要解决的技术问题是提供上述加氢催化剂的应用。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种加氢催化剂的制备方法，它包括如下步骤：

(1)将偏硅酸钠溶于有机溶剂中，在氮气保护的条件下向有机溶剂中通入氯化氢气体，30～60℃下反应3～6h；

(2)保持氮气保护条件，向步骤(1)所得的混合体系中加入铜源，67～75℃下反应3～5h；

(3)向步骤(2)中所得的混合体系中加入沉淀剂，充分混合，溶胶完全后取凝胶；

(4)将步骤(3)中所得的凝胶洗涤、干燥、培烧后，得到加氢催化剂。

其中，所述的偏硅酸钠为无水偏硅酸钠。

其中，上述制备方法中，步骤(1)～(3)中，所用试剂均经无水化处理。

其中，上述制备方法中，步骤(1)和(2)中，反应均置于摇床上进行。

步骤(1)中，所述的有机溶剂为吡啶或二甲亚砜。

步骤(1)中，偏硅酸钠和有机溶剂的重量比为1：100～300。

步骤(1)中，偏硅酸钠和氯化氢的摩尔比为1：2～4。

步骤(2)中，所述的金属源为镍源和铝源；其中，镍源为柠檬酸镍，铝源为氯化铝。

步骤(2)中，偏硅酸钠和柠檬酸镍中镍的摩尔比为50～55：1，偏硅酸钠和氯化铝中铝的摩尔比为70～95：1。

步骤(3)中，所述的沉淀剂为聚丙烯酰胺或硫酸铁；其中，沉淀剂与偏硅酸钠的质量比为1：500～550。

步骤(4)中，洗涤的方法为用去离子水冲洗2～3次，干燥的方法为使用亚硫酸钠干燥，培烧的方法为800～900℃下焙烧1～1.5h。

上述加氢催化剂在催化剂领域的应用也在本发明的保护范围之内。

有益效果：与现有技术相比，本发明具有如下优势：

本发明中的加氢催化剂，将起催化作用的铜和钙分散固定于硅胶载体上，扩大了其与反应底料的接触面积。与现有技术相比，该加氢催化剂可以同时提供两种催化金属，催化效率更高，所需的催化条件更温和，有利于工业生产。同时，本发明方法在纯有机相条件下完成，经对比，较一般的含水条件，所得加氢催化剂催化效率更高。

具体实施方式

根据下述实施例，可以更好地理解本发明。然而，本领域的技术人员容易理解，实施例所描述的内容仅用于说明本发明，而不应当也不会限制权利要求书中所详细描述的本发明。

实施例1催化剂的制备

制备方法：

(1)将无水偏硅酸钠溶于二甲亚砜中，在氮气保护的条件下向二甲亚砜中通入氯化氢气体，于摇床上60℃下反应4h；

(2)保持氮气保护条件，向步骤(1)所得的混合体系中加入柠檬酸镍和氯化铝，于摇床上75℃下反应4h；

(3)向步骤(2)中所得的混合体系中加入聚丙烯酰胺，充分混合，溶胶完全后取凝胶；

(4)将步骤(3)中所得的凝胶用去离子水冲洗2～3次后，用亚硫酸钠干燥，最后在850℃下焙烧1.5h后，得到加氢催化剂。

步骤(1)～(3)中，所用试剂均经无水化处理。

步骤(1)中，无水偏硅酸钠和有机溶剂的重量比为1：280。

步骤(1)中，无水偏硅酸钠和氯化氢的摩尔比为1：3.5。

步骤(2)中，无水偏硅酸钠和柠檬酸镍中镍的摩尔比为50：1，无水偏硅酸钠和氯化铝中铝的摩尔比为87：1。

步骤(3)中，聚丙烯酰胺与无水偏硅酸钠的质量比为1：520。

对比例1

制备方法同实施例1，所不同的是，所用的偏硅酸钠为五水偏硅酸钠。

对比例2

制备方法同实施例1，所不同的是，将二甲亚砜替换为水。

实施例2

将实施例1、对比例1和对比例2中制备得到的加氢催化剂用于苯加氢制备环己烷的反应中。根据反应速率的折算，设实施例1中加氢催化剂的催化效率为1，对比例1中的催化效率为0.76，对比例2中的催化效率为0.45。

实施例3

将实施例1中制备得到的加氢催化剂和市售雷尼镍用于苯加氢制备环己烷的反应中。根据反应速率的折算，设实施例1中加氢催化剂的催化效率为1，市售雷尼镍的催化效率为0.82。

Claims

1.一种加氢催化剂，其特征在于，它由如下方法制备得到：

(2)保持氮气保护条件，向步骤(1)所得的混合体系中加入金属源，67～75℃下反应3～5h；

2.根据权利要求1所述的加氢催化剂，其特征在于，步骤(1)中，所述的有机溶剂为吡啶或二甲亚砜。

3.根据权利要求1所述的加氢催化剂，其特征在于，步骤(1)中，偏硅酸钠和有机溶剂的重量比为1：100～300。

4.根据权利要求1所述的加氢催化剂，其特征在于，步骤(1)中，偏硅酸钠和氯化氢的摩尔比为1：2～4。

5.根据权利要求1所述的加氢催化剂，其特征在于，步骤(2)中，所述的金属源为镍源和铝源；其中，镍源为柠檬酸镍，铝源为氯化铝。

6.根据权利要求1和5所述的加氢催化剂，其特征在于，步骤(2)中，偏硅酸钠和柠檬酸镍中镍的摩尔比为50～55：1，偏硅酸钠和氯化铝中铝的摩尔比为70～95：1。

7.根据权利要求1所述的加氢催化剂，其特征在于，步骤(3)中，所述的沉淀剂为聚丙烯酰胺或硫酸铁；其中，沉淀剂与偏硅酸钠的质量比为1：500～550。

8.根据权利要求1所述的加氢催化剂，其特征在于，步骤(4)中，洗涤的方法为用去离子水冲洗2～3次，干燥的方法为使用亚硫酸钠干燥，培烧的方法为800～900℃下焙烧1～1.5h。

9.权利要求8所述的加氢催化剂在催化剂领域的应用。