CN112791725B - 一种气相醛加氢催化材料模块的制备方法及应用 - Google Patents

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Abstract

本发明属于催化技术领域，具体涉及一种气相醛加氢催化材料模块的制备方法及应用。本发明通过催化材料模块化设计、级配制备及装填、优化金属助剂，提高活性金属利用率，改善催化剂的活性、选择性及稳定性，提高催化剂的抗液能力，缩短催化剂装填及开工时间，催化剂免活化直接升温开工，降低反应温度，消除反应器热点，减少副反应产物的生成。该催化材料模块使用一个周期后，通过器内再生可有效延长催化材料使用寿命，降低装置加工成本。

Description

一种气相醛加氢催化材料模块的制备方法及应用
技术领域
本发明涉及一种气相醛加氢催化材料模块的制备方法及应用,属于催化技术领域。
背景技术
醛类加氢制备得到的醇类化合物是重要的有机化工原料，广泛用于塑料、橡胶、乳胶漆、织物加工粘结剂、农药和橡胶加工助剂、皮革处理剂等。
醛加氢工艺的核心技术就是加氢催化材料的研发和制备。
气相醛加氢制备醇的催化剂在国内外有较多专利报导，欧洲专利EP0074193、美国联碳公司在中国申报专利CN1050994A、中国专利CN1381312A和CN1695802A公开了气相醛加氢催化剂的制备方法，气相醛加氢催化剂以铜为主活性金属，并加入一定量的助剂，制备过程通常为金属盐沉淀、浆料过滤、洗涤、干燥、焙烧、压片成型。
催化剂装填于列管反应器内，采用气相加氢工艺，该类型催化剂装填步骤繁琐并且用时较长，严重依赖操作人员的经验和作业能力，部分列管装填不合格时还需返工，开工前催化剂需要进行还原活化处理。
装置运行期间，列管反应器内部催化剂出现热点，并随着时间推移，热点逐渐移动，热点的出现易导致低聚物和高聚物等副产物的生成。
该类型催化剂抗液能力不好，工业装置运行期间，在列管反应器底部会出现一定量的液相副反应产物，催化剂长时间接触液相物料易粉化，导致反应器压降快速升高而停工。
因此，为解决以上技术问题，研发适用于气相醛加氢的新型催化材料成为本领域急需解决的问题。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供一种气相醛加氢催化材料模块的制备方法及应用。
第一，本发明提供了一种催化材料模块的制备方法，该催化材料模块用于气相醛加氢，由模块外框及填料组成，该方法包括：
(1)模块外框的制备
以金属为原料制备所述模块外框，该模块外框为圆柱体状，包括一圆柱体状中空的支撑架、围绕在支撑架外侧壁上的外框外壁、装置于支撑架一端的下盖以及与下盖对应装置于支撑架另一端的上盖，在模块主体的外框外壁向内设有与反应器列管滑轨相对应的凹槽，所述模块外框的外径小于反应列管内径；
(2)填料的制备
制备以氧化铝为载体，铜为主活性金属，镍、锌、钙、钾中的一种为助活性金属的负载催化剂作为填料；
(3)填料的装填
采用自然装填方式将步骤(2)中制得的催化剂装填于步骤(1)中制得的模块外框内，即制备成催化材料模块。
本发明提供的催化材料模块的制备方法，其中，优选的是，在模块外框的上盖上设有连接卡槽，在下盖上设有与连接卡槽相对应的能够插入其中进行固定连接的插销，连接卡槽和插销设置在上盖和下盖的中间位置，所述凹槽为相互对应的两条。
本发明提供的催化材料模块的制备方法，其中，优选的是，所述模块外框的中心设有热偶套管，在模块外框的上盖上设有连接卡槽，在下盖上设有与连接卡槽相对应的能够插入其中进行固定连接的插销，所述连接卡槽和插销设置在靠近上盖和下盖的边缘处，所述凹槽为一条。
本发明提供的催化材料模块的制备方法，其中，优选的是，所述金属为金属铜、铝合金、白钢中的一种。
本发明提供的催化材料模块的制备方法，其中，优选的是，所述模块外框高度为200-600mm，优选200-400mm。
本发明提供的催化材料模块的制备方法，其中，优选的是，所述上盖、外框外壁及下盖由120-180目，优选140-160目的金属丝网制成。
本发明提供的催化材料模块的制备方法，其中，优选的是，所述模块外框的外径小于反应列管内径1mm。
本发明提供的催化材料模块的制备方法，其中，优选的是，所述负载型催化剂的制备方法如下：
(1)以大孔氧化铝为原料制备成载体；
(2)先用助活性金属的盐溶液预浸渍步骤(1)所制备的载体，然后再将铜负载在预浸渍后的载体上，得到催化剂半成品，其中铜的质量为催化剂总质量的16-30％；助活性金属的质量为铜质量的20％；
(3)将步骤(2)中得到的催化剂半成品进行高温短时焙烧及快速还原，即制得所述负载型催化剂。
本发明提供的催化材料模块的制备方法，其中，优选的是，步骤(1)中所述大孔氧化铝为比表面积>150m2/g、孔容>0.8mL/g，所述粒径1.4-1.6mm，所述粒度为3-5mm。
本发明提供的催化材料模块的制备方法，其中，优选的是，所述金属盐为硝酸盐、氯酸盐、硫酸盐或碳酸盐，优选硝酸盐；
本发明提供的催化材料模块的制备方法，其中，优选的是，所述制得催化剂的载体的粒径为1.3-1.9mm、粒度为2-9mm，形状为三叶草型。
本发明提供的催化材料模块的制备方法，其中，优选的是，所述负载型催化材中铜的质量含量为20-28％。
本发明提供的催化材料模块的制备方法，其中，优选的是，将步骤(2)中的载体在预浸渍后进行一次焙烧，焙烧条件为：由室温以5-8℃/min的速率升温至450-550℃，保持1-2h；
步骤(3)中所述焙烧条件为：由室温以5-8℃/min的速率升温至250℃，保持1-1.5h；然后以8-10℃/min的速率升温至600℃，保持2-2.5h；
所述还原条件为：使用含有1.5-3v％H2的N2为还原气体，由室温以5-8℃/min的速率升温至180℃，保持3-4h，然后以5-8℃/min的速率升温至350℃，保持4-6h。
第二，本发明还提供了一种气相醛加氢方法，其采用了上述的催化材料模块的制备方法所制得的催化材料模块，该方法包括：
(1)制备多份金属活性组分不同的催化剂，其中金属铜的质量含量间隔为0.5-2个单位；
(2)将多份催化剂分别填装在多个所述催化材料模块中，并按照金属铜质量含量由低到高的顺序依次排列，并通过连接卡槽和插销连接在一起；
(3)再将连接后的催化材料模块放入反应列管中进行气相醛加氢反应。
本发明提供的气相醛加氢方法，其中，优选的是，所述催化材料模块同时采用2种催化材料模块，一种为：在模块外框的上盖上设有连接卡槽，在下盖上设有与连接卡槽相对应的能够插入其中进行固定连接的插销，连接卡槽和插销设置在上盖和下盖的中间位置，所述凹槽为相互对应的两条。另一种为：所述模块外框的中心设有热偶套管，在模块外框的上盖上设有连接卡槽，在下盖上设有与连接卡槽相对应的能够插入其中进行固定连接的插销，所述连接卡槽和插销设置在靠近上盖和下盖的边缘处，所述凹槽为一条。
本发明提供的气相醛加氢方法，其中，优选的是，反应工艺条件为：进料温度130℃，氢醛体积比4000:1-5000:1，空速0.55h-1-0.65h-1，反应压力0.4MPa-0.6MPa，反应温度为185℃-215℃。
根据本发明一些实施例，本发明还可以陈述如下：
本发明所述一种气相醛加氢催化材料模块的制备方法及应用，该催化材料模块由外框及填料组成，应用于醛类加氢生产醇类，制备方法包括以下步骤：
(1)以金属铜、铝合金、白钢中的一种材料为原料制备A、B两种圆柱笼形催化材料模块外框，优选铜制模块外框，该外框高度为200-600mm优选200-400mm、外径小于反应列管内径1mm；
(2)制备粒径1.3-1.9mm优选1.4-1.6mm、粒度2-9mm优选3-5mm的三叶草形负载催化剂为催化材料模块的填料；
(3)将不同质量含量活性金属的填料采用自然装填方式装填于催化材料模块外框内制备成催化材料模块并按顺序编号为An及Bn，使用时按顺序依次将两种型号的模块装入对应的反应器列管内。
所述的圆柱笼形催化材料模块外框，包含A、B两种型号，由上盖、外壁、下盖、凹槽、插销、连接卡槽和支撑架组成，其中B型模块外框中心增设热偶套管。
所述的催化材料模块外框的上盖、外壁及下盖由支撑架和120-180目优选140-160目金属丝网组成。
所述的催化材料模块填料的制备方法包括以下步骤：
(1)以大孔氧化铝为原料制备粒径1.3-1.9mm优选1.4-1.6mm、粒度2-9mm优选3-5mm的三叶草形催化剂载体；
(2)采用分步浸渍方法将不同质量浓度铜、镍、锌、钙、钾(优选铜和镍)的金属盐负载于氧化铝载体上；
(3)分步浸渍采用的是，先将助剂镍、锌、钙、钾中的一种预浸渍在氧化铝载体上，然后将主活性金属铜负载在氧化铝载体上；
(4)通过高温短时焙烧及快速还原法制备得到不同金属质量含量的催化材料模块填料。
步骤(1)中选用的大孔氧化铝为比表面积>150m2/g、孔容>0.8mL/g的市售材料，在250℃下干燥1h、500℃下焙烧2h制备得到氧化铝载体。
步骤(2)中的金属盐可以是硝酸盐、氯酸盐、硫酸盐、碳酸盐，优选硝酸盐。
步骤(3)中的助剂预浸渍于载体上后需进行一次焙烧，温度450-550℃，持续时间1h，升温速率5℃/min。
步骤(4)中焙烧条件为：温度250℃，持续时间1h，升温速率5℃/min；温度600℃，持续时间2h，升温速率10℃/min，制得催化剂干基>99.8％。
步骤(4)中还原条件为：使用含有1.5-3v％H2的N2为还原气体，温度180℃，持续时间4h，升温速率5℃/min；温度350℃，持续时间6h，升温速率5℃/min。
所述催化材料模块填料中铜的质量含量为16-30％优选20-28％，质量含量间隔0.5-2个单位如铜的质量含量为16％、18％、20％、22％、24％、26％、28％、30％为间隔2个单位的设计方案为一个填料型号并制得相应的催化材料模块；助剂镍等金属的质量含量为铜含量的20％，也即3.2-6.0％优选4.0-5.6％。
所述气相醛加氢催化材料模块为A、B两种型号，A型催化材料模块装填于反应器普通列管内，B型催化材料模块装填于含有热偶套管的反应器列管内。
本发明一种气相醛加氢催化材料模块的制备方法及应用，技术优势在于：通过选用适宜的较大比表面积和孔容的氧化铝制备催化材料载体，可以有效容杂并具有较强的抗积碳能力。采用催化材料模块化设计、级配制备和装填、优化活性金属分散度，提高了活性金属利用率，改善催化剂的活性、稳定性及选择性，缩短催化剂装填及开工时间，催化剂免活化直接升温开工，降低反应温度，消除反应器热点，减少副反应产物的生成。该催化剂材料模块使用一个周期后，通过器内再生可有效延长催化材料使用寿命，降低装置加工成本。
附图说明
图1为本发明的醛加氢催化材料模块装填于列管反应器的示意图。
图2为列管反应器上下支撑盘俯视图。
图3为A型催化填料模块侧视图。
图4为A型催化填料模块上盖及下盖俯视图。
图5为B型催化剂填料模块侧视图。
图6为B型催化填料模块上盖及下盖俯视图。
图中附图标记的含义：1、反应器入口，2、列管组下支撑盘，3、冷却水入口，4、催化材料模块组，5、冷却水出口，6、列管组上支撑盘，7、检维修人孔，8、反应器出口，9、设置两条滑轨的普通列管，10、设置有热偶套管的列管，11、A型模块连接卡槽，12、A型模块外壁丝网，13、A型模块支撑架，14、设置有缓冲部件的A型模块插销，15、A型模块凹槽，16、A型模块上盖和下盖的丝网，17、B型模块连接卡槽，18、B型模块外壁丝网，19、B型模块支撑架，20、设置有缓冲部件的B型模块插销，21、热偶套管，22、B型模块凹槽，23、B型模块上盖和下盖的丝网。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的一种气相醛加氢催化材料模块的制备方法及应用进行详细描述。
如图3-6所示，按顺序组装好模块外框，将不同金属含量的催化材料模块填料装填于模块外框内，盖好模块上盖，做好标记并用防潮袋封装。
如图1所示，装置开工前，首先将缓冲弹簧安装于列管组下支撑盘上，然后将催化材料模块按照金属含量由低到高的顺序依次装填于列管内。
下面通过实施例对本发明的技术方案和效果进行说明，但本发明不限于以下实施例。
活性评价装置
使用设置有内径60mm、长1000mm的单管反应器的气相醛加氢中试装置。
反应工艺条件
原料为工业正丁醛，进料温度130℃、氢醛体积比4000:1、空速0.55h-1、反应压力0.4MPa、实施例的反应温度为185℃(对比例的反应热点温度为200℃)。
原料为工业辛烯醛，进料温度130℃、氢醛体积比5000:1、空速0.65h-1、反应压力0.6MPa、实施例的反应温度为215℃(对比例的反应热点温度为230℃)。
实施例1
(1)催化材料模块制备：
①将大孔氧化铝原料、2％稀硝酸溶液、田菁粉充分混合，经挤条、干燥、切粒、焙烧制得粒径1.4-1.6mm、粒度3-5mm的三叶草催化剂载体；
②将248.1g硝酸镍溶于1050mL水中，取大孔氧化铝制备的载体1520g，将硝酸镍溶液均匀滴加在氧化铝载体上并充分混合，室温、常压条件下养生0.5h，550℃焙烧1h制得NiO/Al2O3；
③将1175g硝酸铜溶于1000mL水中，将硝酸铜溶液均匀滴加在预浸渍镍的载体上并充分混合，室温、常压条件下养生0.5h，250℃焙烧1h，600℃焙烧2h，使用含有2v％H2的氮气为还原气体，180℃恒温4h，350℃恒温6h，制备得到的催化材料模块的填料中Cu的质量含量为20％、Ni的质量含量为4％，记为20Cu-4Ni/Al2O3。
④根据Cu和Ni的不同质量含量添加计算量的硝酸铜、硝酸镍，按照步骤①、步骤②、步骤③，分别制备Cu的质量含量为22-28％、Ni的质量含量为4.4-5.6％的22Cu-4.4Ni/Al2O3、24Cu-4.8Ni/Al2O3、26Cu-5.2Ni/Al2O3、28Cu-5.6Ni/Al2O3；
⑤将制备好的系列填料分别自然装填于外径59mm、长200mm的模块外框内，得到系列催化材料模块，记为B1、B2、B3、B4、B5。
(2)将催化材料模块B1、B2、B3、B4、B5在中型单管反应器内按照由下至上的顺序依次装填，免活化，直接升温、进料开工。
实施例2
(1)催化材料模块制备：
①将大孔氧化铝原料、2％稀硝酸溶液、田菁粉充分混合，经挤条、干燥、切粒、焙烧制得粒径1.4-1.6mm、粒度3-5mm的三叶草催化剂载体；
②将232.6g硝酸锌溶于1050mL水中，取大孔氧化铝制备的载体1520g，将硝酸锌溶液均匀滴加在氧化铝载体上并充分混合，室温、常压条件下养生0.5h，450℃焙烧1h制得ZnO/Al2O3；
③将1175g硝酸铜溶于1000mL水中，将硝酸铜溶液均匀滴加在预浸渍锌的载体上并充分混合，室温、常压条件下养生0.5h，250℃焙烧1h，600℃焙烧2h，使用含有2v％H2的氮气为还原气体，180℃恒温4h，350℃恒温6h，制备得到的催化材料模块的填料中Cu的质量含量为20％、Zn的质量含量为4％，记为20Cu-4Zn/Al2O3。
④根据Cu和Zn的不同质量含量添加计算量的硝酸铜、硝酸锌，按照步骤①、步骤②、步骤③，分别制备Cu的质量含量为22-28％、Zn的质量含量为4.4-5.6％的22Cu-4.4Zn/Al2O3、24Cu-4.8Zn/Al2O3、26Cu-5.2Zn/Al2O3、28Cu-5.6Zn/Al2O3；
⑤将制备好的系列填料分别自然装填于外径59mm、长200mm的模块外框内，得到系列催化材料模块，记为B1、B2、B3、B4、B5。
(2)将催化材料模块B1、B2、B3、B4、B5在中型单管反应器内按照由下至上的顺序依次装填，免活化，直接升温、进料开工。
实施例3
(1)催化材料模块制备：
①将大孔氧化铝原料、2％稀硝酸溶液、田菁粉充分混合，经挤条、干燥、切粒、焙烧制得粒径1.4-1.6mm、粒度3-5mm的三叶草催化剂载体；
②将328.0g硝酸钙溶于1050mL水中，取大孔氧化铝制备的载体1520g，将硝酸钙溶液均匀滴加在氧化铝载体上并充分混合，室温、常压条件下养生0.5h，550℃焙烧1h制得CaO/Al2O3；
③将1175g硝酸铜溶于1000ml水中，将硝酸铜溶液均匀滴加在预浸渍钙的载体上并充分混合，室温、常压条件下养生0.5h，250℃焙烧1h，600℃焙烧2h，使用含有2v％H2的氮气为还原气体，180℃恒温4h，350℃恒温6h，制备得到的催化材料模块的填料中Cu的质量含量为20％、Ca的质量含量为4％，记为20Cu-4Ca/Al2O3。
④根据Cu和Ca的不同质量含量添加计算量的硝酸铜、硝酸钙，按照步骤①、步骤②、步骤③，分别制备Cu的质量含量为22-28％、Ca的质量含量为4.4-5.6％的22Cu-4.4Ca/Al2O3、24Cu-4.8Ca/Al2O3、26Cu-5.2Ca/Al2O3、28Cu-5.6Ca/Al2O3；
⑤将制备好的系列填料分别自然装填于外径59mm、长200mm的模块外框内，得到系列催化材料模块，记为B1、B2、B3、B4、B5。
(2)将催化材料模块B1、B2、B3、B4、B5在中型单管反应器内按照由下至上的顺序依次装填，免活化，直接升温、进料开工。
实施例4
(1)催化材料模块制备：
①将大孔氧化铝原料、2％稀硝酸溶液、田菁粉充分混合，经挤条、干燥、切粒、焙烧制得粒径1.4-1.6mm、粒度3-5mm的三叶草催化剂载体；
②将207.2g硝酸钾溶于1050mL水中，取大孔氧化铝制备的载体1520g，将硝酸钾溶液均匀滴加在氧化铝载体上并充分混合，室温、常压条件下养生0.5h，500℃焙烧1h制得K2O/Al2O3；
③将1175g硝酸铜溶于1000mL水中，将硝酸铜溶液均匀滴加在预浸渍钾的载体上并充分混合，室温、常压条件下养生0.5h，250℃焙烧1h，600℃焙烧2h，使用含有2v％H2的氮气为还原气体，180℃恒温4h，350℃恒温6h，制备得到的催化材料模块的填料中Cu的质量含量为20％、K的质量含量为4％，记为20Cu-4 K/Al2O3。
④根据Cu和K的不同质量含量添加计算量的硝酸铜、硝酸钾，按照步骤①、步骤②、步骤③，分别制备Cu的质量含量为22-28％、K的质量含量为4.4-5.6％的22Cu-4.4Ka/Al2O3、24Cu-4.8K/Al2O3、26Cu-5.2K/Al2O3、28Cu-5.6K/Al2O3；
⑤将制备好的系列填料分别自然装填于外径59mm、长200mm的模块外框内，得到系列催化材料模块，记为B1、B2、B3、B4、B5。
(2)催化材料模块装填于中型单管反应器内，免活化，直接升温、开工。
对比例1
(1)催化剂制备：按照专利CN1050994A公开的方法制备参比剂1，将含有417g铜(以硝酸铜形式加入)和858g锌(以硝酸锌形式加入)的溶液加热至43℃，喷入处于机械搅拌并恒温在60℃的15.7wt％的碳酸钠溶液中，沉淀混合物的PH值约为7.0-8.5。将混合物过滤，然后用37.8-48.8℃的洗涤水洗涤，如此反复处理四次，使得焙烧后的催化剂母体的钠含量降至0.1-0.15wt％。经干燥、焙烧制得含有氧化铜、氧化锌混合物的催化剂母体，将一定量的催化剂母体与石墨、硝酸镍、硝酸钾制成水浆液并喷雾干燥，压片成型，然后在371℃下焙烧得到参比剂1。
(2)参比剂1完成反应器装剂后需要配制含有一定比例氢气的混合气体还原活化，调整反应温度等工艺条件，进料开工。
实施例与对比例制备的催化材料物性见表1，加氢评价试验结果见表2。
表1催化材料主要物性分析
表2加氢评价试验结果
项目 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 对比例1
正丁醛转化率,％ 99.98 99.89 99.31 99.75 99.87
丁醇选择性,％ 99.89 99.81 98.55 98.70 99.78
辛烯醛转化率,％ 99.97 99.95 99.75 99.31 99.67
辛醇选择性,％ 99.87 99.79 99.29 98.87 97.62
由表1可知，本发明实施例的催化材料物性优于对比例，其中实施例测定的基础数值是以铜含量28％、助剂含量5.6％的催化材料为基准所得的物性。
由表2可知，当进料温度、反应压力、空速、氢醛比一定，实施例的反应温度低于对比例15℃的工艺条件下，实施例1、2的正丁醛转化率、丁醇选择性、辛烯醛转化率、辛醇选择性高于对比例；实施例3、4的正丁醛转化率、丁醇选择性、辛烯醛转化率、辛醇选择性接近对比例甚至高于对比例。
这是由于本发明采用以下技术措施：(1)选用适宜的较大比表面积和孔容的氧化铝制备催化材料载体，可以有效容杂和具有较强的抗积碳能力；(2)助剂预浸渍技术，提高了主活性金属铜的分散度，活性金属利用率较高；(3)催化材料级配设计及装填，在反应列管内消除热点并且无明显温升。
本发明的气相醛加氢催化材料模块具有良好的催化活性、选择性和稳定性，该催化材料模块使用一个周期后，通过器内再生的方法可有效延长催化材料使用周期，降低装置生产成本。
以上实施例为本发明的优选实施方案，本发明以权利要求及发明内容的保护范围为准，不受所述实施方案的限制。

Claims (12)

1. 一种催化材料模块的制备方法，该催化材料模块用于气相醛加氢，由模块外框及填料组成，其特征在于，包括：
（1）模块外框的制备
以金属为原料制备所述模块外框，该模块外框为圆柱体状，包括一圆柱体状中空的支撑架、围绕在支撑架外侧壁上的外框外壁、装置于支撑架一端的下盖以及与下盖对应装置于支撑架另一端的上盖，在模块主体的外框外壁向内设有与反应器列管滑轨相对应的凹槽，所述模块外框的外径小于反应列管内径；在模块外框的上盖上设有连接卡槽，在下盖上设有与连接卡槽相对应的能够插入其中进行固定连接的插销；
（2）填料的制备
制备以氧化铝为载体，铜为主活性金属，镍、锌、钙、钾中的一种为助活性金属的负载型催化剂作为填料；
（3）填料的装填
采用自然装填方式将步骤（2）中制得的催化剂装填于步骤（1）中制得的模块外框内，即制备成催化材料模块。
2.根据权利要求1所述的催化材料模块的制备方法，其特征在于，连接卡槽和插销设置在上盖和下盖的中间位置，所述凹槽为相互对应的两条。
3.根据权利要求1所述的催化材料模块的制备方法，其特征在于，所述模块外框的中心设有热偶套管，所述连接卡槽和插销设置在靠近上盖和下盖的边缘处，所述凹槽为一条。
4.根据权利要求1中所述的催化材料模块的制备方法，其特征在于，步骤（1）中所述金属为金属铜、铝合金、白钢中的一种；
所述模块外框高度为200-600mm ；
所述上盖、外框外壁及下盖由120-180目的金属丝网制成；
所述模块外框的外径小于反应列管内径1mm。
5.根据权利要求4中所述的催化材料模块的制备方法，其特征在于，所述模块外框高度为200-400mm；所述上盖、外框外壁及下盖由140-160目的金属丝网制成。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的催化材料模块的制备方法，其特征在于，所述负载型催化剂的制备方法如下：
（1）以大孔氧化铝为原料制备成载体；
（2）先用助活性金属的盐溶液预浸渍步骤（1）所制备的载体，然后再将铜负载在预浸渍后的载体上，得到催化剂半成品，其中铜的质量为催化剂总质量的16-30%；助活性金属的质量为铜质量的20%；
（3）将步骤（2）中得到的催化剂半成品进行高温短时焙烧及快速还原，即制得所述负载型催化剂。
7.根据权利要求6所述的催化材料模块的制备方法，其特征在于，步骤（1）中所述大孔氧化铝为比表面积>150m2/g、孔容>0.8mL/g，粒径1.4-1.6 mm，粒度为3-5mm；
助活性金属盐为硝酸盐、氯酸盐、硫酸盐或碳酸盐；
制得催化剂的载体的粒径为1.3-1.9mm 、粒度为2-9mm，形状为三叶草型；
所述负载型催化材中铜的质量含量为20-28%。
8.根据权利要求6所述的催化材料模块的制备方法，其特征在于，助活性金属盐为硝酸盐；制得催化剂的载体的粒径为1.4-1.6mm、粒度为3-5mm。
9.根据权利要求6所述的催化材料模块的制备方法，其特征在于，将步骤(2)中的载体在预浸渍后进行一次焙烧，焙烧条件为：由室温以5-8℃/min的速率升温至450-550℃，保持1-2h;
步骤(3)中所述焙烧条件为：由室温以5-8℃/min的速率升温至250℃，保持1-1.5h；然后以8-10℃/min的速率升温至600℃，保持2-2.5h；
所述还原条件为：使用含有1.5-3v%H2的N2为还原气体，由室温以5-8℃/min的速率升温至180℃，保持3-4h，然后以5-8℃/min的速率升温至350℃，保持4-6h。
10.一种气相醛加氢方法，其特征在于，采用了权利要求1-9中任一项所述的催化材料模块的制备方法所制得的催化材料模块，该方法包括：
（1）制备多份金属活性组分含量不同的催化剂，其中金属铜的质量含量间隔为0.5-2个单位；
（2）将多份催化剂分别填装在多个所述催化材料模块中，并按照金属铜质量含量由低到高的顺序依次排列，并通过连接卡槽和插销连接在一起；
（3）再将连接后的催化材料模块放入反应列管中进行气相醛加氢反应。
11.根据权利要求10所述的气相醛加氢方法，其特征在于，所述催化材料模块同时包括权利要求2和权利要求3所述的催化材料模块。
12. 根据权利要求10或11所述的气相醛加氢方法，其特征在于， 反应工艺条件为：进料温度130℃，氢醛体积比4000:1-5000:1，空速0.55h-1-0.65h-1，反应压力0.4MPa-0.6MPa，反应温度为185℃-215℃。
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