[发明专利]乙酸加氢制乙醇催化剂及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明属于乙酸催化加氢制乙醇催化剂及应用的技术领域。

背景技术

乙醇的应用非常广泛，是许多工业产品的重要原料及溶剂。随着科学技术的发展，燃料能源短缺现象日趋严重。近年来，随着我国经济建设飞速发展，对以石油为主的燃料能源产品的消耗速度不断加快，需求量不断提高，原料短缺问题也日益突出，而乙醇做汽车燃料，可大大减少汽油燃烧时对环境的污染，而且乙醇是目前为止世界上公认最安全、能较大规模供应市场的车用燃料，据估计世界范围内乙醇产量的60%做车用燃料。

作为一种被人们寄予厚望的能源产品，工业上的乙醇生产主要以酵母菌发酵为主，它所用到的材料是甘蔗、甜菜、玉米、小麦、纤维化物。而粮食问题关系国计民生，粮食短缺可影响国家经济稳定和社会安定，因此开发非粮食作物生产乙醇的做法是一个很有前途的做法。化学合成法乙醇生产是以石油裂解所得的乙烯为原料，水合生成乙醇，所用生产设备要求较高的耐酸、耐压性能，生产成本较高，而我国的能源结构富煤、缺气、少油，化学合成法制乙醇原料来源于石油，客观上限制了乙烯水合制乙醇的发展，因此其他途径的合成法制乙醇势在必行。合成气制乙醇多年来被人们寄予厚望，但是经过多年研究现阶段催化剂由于贵金属较高的价格及较低的选择性一直得不到工业化规模的发展。

我国的煤炭资源十分丰富，全国的煤炭保有储量达1万亿吨。从可持续发展战略的观点出发，新世纪将是以一碳化学为基础的新一代煤化工发展新时期，而发展新一代煤化工具有最大竞争力的是含氧化合物类产品，其中最具代表性的是用途广、产量大的有机酸乙酸。乙酸广泛用于化工、轻工、纺织、农药、医药、电子、食品等工业部门，乙酸下游产品很多，其衍生化学品多达数百种。自70年代美国孟山都公司首创低压羰基合成乙酸工艺以后，该方法已成为当今世界生产乙酸的主要方法。在我国近些年来，合成气制甲醇早已工业化，将甲醇高效得到乙酸也在大规模的工业化发展，由于乙酸的市场需求量不大，因此将乙酸的下游产品开发是当前人们关注的重点。

    一直以来，乙酸都是乙醇的氧化物，理论上选择合适的催化剂可以将羧基加氢得到乙醇，但一般情况下乙酸加氢反应进行困难，有许多催化剂，如亚铬酸铜或改性催化剂，反应需要高温250℃高压30MPa，还有大量酯类副产物等，反应速率和产物收率均较低。强还原剂NaBH₄可使反应进行，但催化剂均相催化缺乏使用价值。而采用贵金属Pt或Re等催化剂可适当提高反应速率和收率，如美国专利US2010/0197985公开的技术采用的催化剂为Ca/Pt/Sn/SiO₂催化乙酸制乙醇，乙醇选择性最好为90%，而乙酸转化率只有72%，此法采用贵金属价格昂贵而且收率偏低，因此该方法缺乏工业化价值，急需提高其催化性能。

发明内容

本发明为了克服现有技术的不足，提供一种高效催化乙酸加氢合成乙醇的催化剂及其制备方法和应用。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：乙酸加氢制乙醇催化剂，包括活性组分和载体，活性组分由第一活性组分和第二活性组分组成，第一活性组分为Ⅷ族贵金属Pd、Pt、Ru、Rh 及金属氧化物MoO₃、WO₃、CuO、Re₂O₇；第二活性组分为Zn、Cr、Sn、Co、Ni、Ce、OsO₄其中一种金属；所述活性组分含量为5-40wt%，第一活性组分与第二活性组分重量份比为1-5:0.5-1；载体为SiO₂、Al₂O₃和活性炭中的一种，所述载体含量为60-95wt%。

所述活性组分以可溶性盐形式与载体结合。