[发明专利]一种醋酸酯加氢制乙醇的催化剂及其制备方法和应用

说明书

技术领域

   本发明属于催化剂化学领域，特别涉及一种醋酸酯加氢制乙醇的催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

乙醇广泛应用于食品、化工、医药、染料、国防等行业，又是十分重要的清洁能源，乙醇作为清洁能源不仅可替代四乙基铅作汽油的防爆剂，还可制造乙醇汽油作汽车燃料，大大减少汽油燃烧时对环境的污染。目前，世界范围内，乙醇产量的60％用作车用燃料。乙醇的生产方法分为以植物系物质为原料的发酵法和以石油系物质为原料的化学合成法。发酵法乙醇生产是当今生物工业中基础最大的产业，主要利用玉米、稻谷、高粱、小麦、薯类等淀粉质原料、糖蜜等糖质原料和玉米芯等纤维质原料，在微生物的作用下经发酵、蒸馏而制取乙醇。化学合成法乙醇生产是以石油裂解所得的乙烯为原料，经化学合成反应而生成乙醇，生产方法可分为间接水合法和直接水合法两种，目前工业上普遍采用乙烯直接水合法。由于化学合成法生产乙醇所用生产设备要求具有较高的耐酸、耐压性能，生产条件和成本均较高，而且我国的能源现状是富煤、缺气、少油，原油资源相对短缺，而化学合成法所用原料乙烯来源于非可再生的石油资源，客观上也限制了化学法合成乙醇在我国的推广和发展，所以我国一般不用此方法生产乙醇。在工业生产上，目前我国主要采用发酵法来生产乙醇，即基本上都是采用淀粉质原料、糖质原料或纤维质原料经发酵工艺来生产乙醇。据统计，我国约有95％以上的工厂是采用发酵法生产乙醇。随着食用和工业乙醇，特别是燃料乙醇产业的发展和需求量的上升，原料短缺问题也日益突出，致使国内粮食供应日渐趋紧，导致粮食短缺物价急涨，影响了国家经济稳定和社会安定和谐。因此，开发非粮食作物生产乙醇的方法将是一个有前途的方向，研制出用于乙醇合成的高效催化剂同样具有重要的经济意义。

发明内容

技术问题

本发明的目的在于克服现有技术中的缺陷，提供一种能适用于工业化生产的用于醋酸酯加氢制乙醇的催化剂及其制备方法和应用，该催化剂在低温低压下即具有高活性和高选择性，可大幅降低生产能耗，对工业化生产极其有利，且催化剂稳定性好，使用寿命长。

技术方案

本发明是通过以下技术方案予以实现的。

一种醋酸酯加氢制乙醇的催化剂，主催化剂为铜或铜的氧化物或两者的混合物，载体为氧化铝或硅溶胶，催化剂的组成按质量份数计：主催化剂为20份～90份，载体为5份～80份。

上述的一种醋酸酯加氢制乙醇的催化剂，其中，添加助催化剂，所述助催化剂为锌、锰、铬、钙、钡、铁、镍、镁这几种金属的氧化物中的一种或一种以上，催化剂的组成按质量份数计：主催化剂为20份～90份，助催化剂为5份～80份，载体为5份～80份。

上述的一种醋酸酯加氢制乙醇的催化剂，其中，所述催化剂的比表面积为30～400m²/g，孔容为0.1～3.0cm³/g，平均孔半径为2～50nm。

上述的一种醋酸酯加氢制乙醇的催化剂的制备方法，制备步骤如下：(a)配置活性组分铜的盐溶液1；(b)将沉淀剂和载体或载体前驱配置成溶液2，加热至60～100℃待用；(c) 边搅拌溶液2边将溶液1加入溶液2中，控制温度在55～100℃，反应终点pH值为7～8，得到的料浆即为活性母体；（d）活性母体经鼓泡、洗涤、过滤以及60～120℃下干燥2～24小时；（e）将干燥后的活性母体进行研磨、350～500℃下焙烧2～5小时、成型，最终制得目标催化剂。

上述的一种醋酸酯加氢制乙醇的催化剂的制备方法，制备步骤如下：(a)配置活性组分铜的盐溶液与助剂的盐溶液的混合溶液1；(b)将沉淀剂和载体或载体前驱配置成溶液2，加热至60～100℃待用；(c) 边搅拌溶液2边将溶液1加入溶液2中，控制温度在55～100℃，反应终点pH值为7～8，得到的料浆即为活性母体；（d）活性母体经鼓泡、洗涤、过滤以及60～120℃下干燥2～24小时；（e）将干燥后的活性母体进行研磨、350～500℃下焙烧2～5小时、成型，最终制得目标催化剂。

上述的一种醋酸酯加氢制乙醇的催化剂的制备方法，制备步骤如下：(a)将活性组分铜的盐溶液和载体或载体前驱配成混合溶液1；(b)将沉淀剂配置成溶液2，加热至60～100℃待用；(c) 边搅拌溶液2边将溶液1加入溶液2中，控制温度在55～100℃，反应终点pH值为7～8，得到的料浆即为活性母体；（d）活性母体经鼓泡、洗涤、过滤以及60～120℃下干燥2～24小时；（e）将干燥后的活性母体进行研磨、350～500℃下焙烧2～5小时、成型，最终制得目标催化剂。