用於乙酸加氫製備乙醛的催化劑的製備方法
2023-05-28 12:40:06
用於乙酸加氫製備乙醛的催化劑的製備方法
【專利摘要】本發明用於乙酸加氫製備乙醛的催化劑的製備方法，以二氧化矽、MCM-41分子篩或SBA-15分子篩為載體，採用等體積浸漬法製備負載Fe2O3和Pt的催化劑，其製備步驟包括：⑴配置氯鉑酸溶液；⑵用硝酸鐵鹽溶液浸漬二氧化矽、MCM-41分子篩或SBA-15分子篩載體並攪拌；⑶用氯鉑酸溶液浸漬由硝酸鐵鹽浸漬過的二氧化矽、MCM-41分子篩或SBA-15分子篩載體並乾燥；⑷將由氯鉑酸溶液浸漬並乾燥後的二氧化矽、MCM-41分子篩或SBA-15分子篩載進行焙燒，得到二氧化矽、MCM-41分子篩或SBA-15分子篩負載了Pt-Fe的催化劑；本發明的製備方法可使所述催化劑在較適宜的溫度和壓力下製備，所製備的催化劑能提高乙醛的選擇性。
【專利說明】用於乙酸加氫製備乙醛的催化劑的製備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及催化劑製備【技術領域】，具體的，涉及一種用於乙酸加氫製備乙醛的催化劑的製備方法。
技術背景
[0002]乙醛是製革、製藥、造紙以及農藥生產的重要基礎原料。作為一種重要的有機中間體，乙醛本身幾乎沒有任何直接的用途，但在化工生產中，乙醛可以被用來生產多種重要的有機化工產品，這其中包括乙酸酯、季戊四醇、丁酸、乙二醛、乳酸、丁二醇、三氯乙醛、山梨酸丁醇和吡啶類化合物等。
[0003]乙醛的合成方法眾多，有Rosenmund還原法、乙烷氧化法、乙烯氧化法、乙醇氧化法、乙醇還原法以及乙酸還原法等，但是，國際上幾乎都採用乙烯氧化法生產路線。在中國，較為成熟的乙醛合成方法有乙烯氧化法和乙醇氧化法兩種生產路線，其中，還是以乙烯氧化法為主的生產路線。
[0004]我國的資源特點是「煤多、有氣(天然氣)、油(石油)少」，因此，充分利用我國豐富的煤炭資源，以煤為原料經甲醇羰基化生產乙酸，再經乙酸加氫製備乙醛，符合國家發展的安全戰略，也能減少我國對石油進口的依賴，確保我國能源安全。由天然氣或者煤經甲醇羰基化製備乙酸是目前的非石油製備乙酸的路線，其工藝成熟，生產大型化。我國可利用該技術生產乙酸，再經乙酸加氫製備乙醛。
【發明內容】
[0005]本發明的目的在於，為幫助非石油製備乙酸，再經乙酸加氫製備乙醛的生產路線的實施，提供一種用於乙酸加氫製備乙醛的催化劑的製備方法，該製備方法可使所述催化劑在較適宜的溫度和壓力下製備，所製備的催化劑能提高乙醛的選擇性。
[0006]為實現上述目的，本發明採取了以下技術方案。
[0007]本發明以二氧化矽(Si02)、MCM-41分子篩或SBA-15分子篩為載體，以鉬(Pt)、鐵(Fe)雙金屬為活性組分製備負載了 Pt-Fe的催化劑。在氧化物中，氧化鐵對於乙酸還原製備乙醛的反應是一種較好的活性組分；本發明通過調配Pt和Fe在催化劑中的配比來提高反應物轉化率和產物的選擇性。
[0008]一種用於乙酸加氫製備乙醛的催化劑的製備方法，以二氧化矽(Si02)、MCM-41分子篩或SBA-15分子篩為載體，採用等體積浸潰法製備負載氧化鐵(Fe2O3)和鉬(Pt)的催化齊U，其特徵是，其製備步驟包括:
(1)稱取一定量的氯鉬酸(H2PtCl6WH2O),將其溶解於去離子水中，配置成1mL氯鉬酸溶液備用；
(2)稱取一定量的硝酸鐵鹽，將硝酸鐵鹽溶解於水，使其能等體積浸潰所述二氧化矽、MCM-41分子篩或SBA-15分子篩載體並攪拌10?50分鐘；
(3)將步驟(I)配置好的氯鉬酸溶液等體積浸潰由步驟(2)硝酸鐵鹽浸潰過的二氧化娃、MCM-41分子篩或SBA-15分子篩載體，浸潰6?20小時,而後在乾燥箱中於90?150°C溫度下乾燥10?12小時；
(4)將步驟(3)由氯鉬酸溶液浸潰並乾燥後的二氧化矽、MCM-41分子篩或SBA-15分子篩載體置於程序升溫箱式電阻爐中以I?5°C /min的速率升溫至300?600°C，並於該溫度範圍在空氣氣氛下焙燒4?8小時，得到二氧化矽、MCM-41分子篩或SBA-15分子篩負載了 Pt-Fe的催化劑。
[0009]進一步，在所述步驟(I)中，按Pt與所述載體的質量比為I?10:100稱取氯鉬酸。
[0010]進一步，在所述步驟(2)中，按Fe與所述載體的質量比為10?40:100稱取硝酸鐵鹽。
[0011]本發明用於乙酸加氫製備乙醛的催化劑的製備方法的積極效果為:
以二氧化矽、MCM-41分子篩和SBA-15分子篩為載體，以鉬(Pt)、鐵(Fe)雙金屬為活性組分，採用等體積浸潰法製備負載了 Pt-Fe的催化劑；通過調配鐵和鉬在催化劑中的配比從而提高反應物的轉化率和產物的選擇性。本發明的製備方法可使所述催化劑在較適宜的溫度和壓力下製備，所製備的催化劑能提高乙醛的選擇性。
具體實施方案
[0012]以下介紹本發明用於乙酸加氫製備乙醛的催化劑的製備方法的【具體實施方式】，提供3個實施例和3個應用實施例。但是應該指出:本發明的實施不限於以下的實施方式。
[0013]實施例1
一種用於乙酸加氫製備乙醛的催化劑的製備方法，以MCM-41分子篩為載體，採用等體積浸潰法製備負載Fe2O3和Pt的催化劑，其製備步驟包括:
(I)將2.65g氯鉬酸(H2PtCl6.6H20)溶解於8ml去離子水中，將其配置成氯鉬酸溶液以備用。
[0014](2)(按Fe與所述載體的質量比為10?40:100的要求)稱取28.9g硝酸鐵鹽，將硝酸鐵鹽溶於8ml水；取MCM-41分子篩載體10g，用硝酸鐵鹽水溶液浸潰MCM-41分子篩載體並攪拌30分鐘。
[0015](3)將步驟(I)配置好的氯鉬酸溶液等體積浸潰由步驟(2)硝酸鐵鹽浸潰過的MCM-41分子篩載體，浸潰12小時，而後在乾燥箱中於110°C溫度下乾燥12小時。
[0016](4)將步驟(3)由氯鉬酸溶液浸潰並乾燥後的MCM-41分子篩載體置於程序升溫箱式電阻爐中以2°C/min的速率升溫至500°C，並於該溫度下在空氣氣氛中焙燒6小時，得到MCM-41分子篩負載了 Pt-Fe的催化劑。
[0017]所述負載了 Pt-Fe的催化劑的表示方法為:
以「Pt-Fe/MCM-41」催化劑為例，2Pt_15Fe/MCM_41表示Pt、Fe的含量分別為2%(wt)和 15%(wt)。
[0018]應用實施例1
將本發明實施例1製備的MCM-41分子篩負載了 Pt-Fe的催化劑用於乙酸加氫製備乙醛的過程:在反應溫度為300°C，反應壓力為0.1MPa，氣體空速(GHSV)為250(?'氫氣和乙酸摩爾比為10的條件下，乙酸的轉化率最高，為73.06% ;製備的乙醛的選擇性為34.39%。
[0019]實施例2 一種用於乙酸加氫製備乙醛的催化劑的製備方法，以二氧化矽(S12)為載體，採用等體積浸潰法製備負載氧化鐵(Fe2O3)和鉬(Pt)的催化劑，其製備步驟包括:
(I)將0.26g氯鉬酸(H2PtCl6.6Η20)溶解於18ml去離子水中，將其配置成氯鉬酸溶液以備用。
[0020](2)稱取7.2g硝酸鐵鹽，將硝酸鐵鹽溶於18ml水；取二氧化矽載體10g，用硝酸鐵鹽水溶液浸潰二氧化矽載體並攪拌10分鐘。
[0021](3)將步驟(I)配置好的氯鉬酸溶液等體積浸潰由步驟(2)硝酸鐵鹽浸潰過的二氧化矽載體，浸潰6小時，而後在乾燥箱中於90°C溫度下乾燥10小時；
(4)將步驟(3)由氯鉬酸溶液浸潰並乾燥後的二氧化矽載體置於程序升溫箱式電阻爐中以l°C/min的速率升溫至300°C，並於該溫度下在空氣氣氛中焙燒4小時，得到二氧化矽負載了 Pt-Fe的催化劑。
[0022]所述負載了 Pt-Fe的催化劑的表示方法為:
以「Pt-Fe/Si02」催化劑為例，2Pt-15Fe/Si02表示Pt、Fe的含量分別為2%(wt)和15%(wt)。
[0023]應用實施例2
將本發明實施例2製備的二氧化矽負載了 Pt-Fe的催化劑用於乙酸加氫製備乙醛的過程:在反應溫度為300°C，反應壓力為0.1MPa，氣體空速(GHSV)為250(?'氫氣和乙酸摩爾比為10的條件下，乙酸的轉化率最高，為41.48% ;製備的乙醛的選擇性為32.46%。
[0024]實施例3
一種用於乙酸加氫製備乙醛的催化劑的製備方法，以SBA-15分子篩為載體，採用等體積浸潰法製備負載Fe2O3和Pt的催化劑，其製備步驟包括:
(I)將2.65g氯鉬酸(H2PtCl6.6Η20)溶解於12ml去離子水中，將其配置成氯鉬酸溶液以備用。
[0025](2)稱取28.9g硝酸鐵鹽，將硝酸鐵鹽溶於12ml水；取SBA-15分子篩載體10g，用硝酸鐵鹽水溶液浸潰SBA-15分子篩載體並攪拌50分鐘。
[0026](3)將步驟(I)配置好的氯鉬酸溶液等體積浸潰由步驟(2)硝酸鐵鹽浸潰過的SBA-15分子篩載體，浸潰20小時，而後在乾燥箱中於150°C溫度下乾燥11小時；
(4)將步驟(3)由氯鉬酸溶液浸潰並乾燥後的SBA-15分子篩載體置於程序升溫箱式電阻爐中以5°C /min的速率升溫至600°C，並於該溫度下在空氣氣氛中焙燒8小時，得到SBA-15分子篩負載了 Pt-Fe的催化劑。
[0027]所述負載了 Pt-Fe的催化劑的表示方法為:
以「Pt-Fe/SBA-15」催化劑為例，2Pt-15Fe/ SBA-15表示Pt、Fe的含量分別為2%(wt)和 15%(wt)。
[0028]應用實施例3
將本發明實施例3製備的SBA-15分子篩負載了 Pt-Fe的催化劑用於乙酸加氫製備乙醛的過程:在反應溫度為300°C，反應壓力為0.1MPa，氣體空速(GHSV)為250(?'氫氣和乙酸摩爾比為10的條件下，乙酸的轉化率最高，為64.86% ;製備的乙醛的選擇性為16.7%。
【權利要求】
1.一種用於乙酸加氫製備乙醛的催化劑的製備方法，以二氧化矽、MCM-41分子篩或SBA-15分子篩為載體，採用等體積浸潰法製備負載氧化鐵和鉬的催化劑，其特徵在於，其製備步驟包括: (1)稱取一定量的氯鉬酸H2PtCl6.6H20,將其溶解於去離子水中，配置成1mL氯鉬酸溶液備用； (2)稱取一定量的硝酸鐵鹽，將硝酸鐵鹽溶解於水，使其能等體積浸潰所述二氧化矽、MCM-41分子篩或SBA-15分子篩載體並攪拌10?50分鐘； (3)將步驟(I)配置好的氯鉬酸溶液等體積浸潰由步驟(2)硝酸鐵鹽浸潰過的二氧化娃、MCM-41分子篩或SBA-15分子篩載體，浸潰6?20小時,而後在乾燥箱中於90?150°C溫度下乾燥10?12小時； (4)將步驟(3)由氯鉬酸溶液浸潰並乾燥後的二氧化矽、MCM-41分子篩或SBA-15分子篩載體置於程序升溫箱式電阻爐中以I?5°C /min的速率升溫至300?600°C，並於該溫度範圍在空氣氣氛下焙燒4?8小時，得到二氧化矽、MCM-41分子篩或SBA-15分子篩負載了 Pt-Fe的催化劑。
2.根據權利要求1所述的用於乙酸加氫製備乙醛的催化劑的製備方法，其特徵在於，在所述步驟(I)中，按Pt與所述載體的質量比為I?10:100稱取氯鉬酸。
3.根據權利要求1所述的用於乙酸加氫製備乙醛的催化劑的製備方法，其特徵在於，在所述步驟(2)中，按Fe與所述載體的質量比為10?40: 100稱取硝酸鐵鹽。
【文檔編號】B01J29/76GK104162446SQ201410390386
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2014年8月11日 優先權日:2014年8月11日
【發明者】應衛勇, 張海濤, 馬宏方, 費妮娜, 周明川, 雷坤 申請人:華東理工大學