[发明专利]一种顺酐加氢制备丁二酸酐的催化剂及其制备方法

说明书

一种顺酐加氢制备丁二酸酐的催化剂的孔容为0.1～0.4cm³/g，比表面积为90～400m²/g，孔径为1～11nm。活性组分镍含量7.5‑15％，助剂金属含量0.2‑1.2％，其余为碳化硅有序介孔材料。本发明具有热稳定性好，活性好、选择性高的优点。

技术领域

本发明涉及加氢催化剂，具体属于一种用于顺酐液相加氢合成丁二酸酐的催化剂及其制备方法。

背景技术

丁二酸酐(Succinic anhydride,SA)，又名琥珀酸酐，是一种无色片状或针状的晶体，稍有刺激性气味，溶于氯仿，醇和四氯化碳，微溶于醚和水。由于其独特的分子结构，丁二酸酐可以发生醇解、水解、卤化、酯化、酰化等反应，被广泛地用于医药、农药、食品添加剂和石油化工等领域。目前，丁二酸酐的生产方法主要有丁二酸脱水法和顺酐加氢法。其中，顺酐加氢法具有工艺流程简单、经济与生态效益显著等优点，具有较高的工业化应用前景。近年来备受研究者们的关注。

对于该化学反应而言，贵金属催化剂具有较高的活性和抗积炭性能，但由于其价格昂贵且资源有限，所以一般对非贵金属催化剂进行研究。Ni基催化剂是除贵金属催化剂以外对顺酐液相加氢反应具有优异催化性能的催化体系之一，但由于反应过程中催化剂易积炭，且抗烧结能力差，导致催化剂快速失活。

有序介孔孔道以上催化剂虽然利用了介孔材料的限域作用来限制Ni纳米颗粒的生长，但由于介孔二氧化硅材料经高温处理后其骨架会发生明显的收缩，引起比表面、孔容和孔径等参数的剧烈下降，并且其低的热稳定性使得催化剂在高温下的反应活性降低，进而使催化剂失活。

发明内容

本发明的目的是提供一种热稳定性好，活性好、选择性高的顺酐加氢制备丁二酸酐催化剂及其制备方法。

本发明提出用非氧化物介孔碳化硅作为Ni基催化剂的载体，阻止了镍金属颗粒的生长和聚集，不仅对Ni纳米颗粒有限域作用，而且其特有的高温结构稳定性，提高了催化剂的耐烧结能力和抗积碳能力，利用碳化硅的高热稳定性和化学惰性，制得的催化剂在高温反应下依然保持良好的活性和稳定性。

为了实现上述目的，本发明提供的顺酐加氢制备丁二酸酐催化剂是首先合成以SBA-15、KIT-6、MCM-41、SBA-16、MCM-48为模板的碳化硅有序介孔材料，然后通过吸附浸渍法将活性双金属负载在碳化硅材料上，形成具有有序介孔孔道的负载型顺酐加氢制备丁二酸酐的催化剂。

顺酐加氢制备丁二酸酐的催化剂的孔容为0.1～0.4cm³/g，比表面积为90～400m²/g，孔径为1～11nm。活性组分镍含量7.5-15％，助剂金属含量0.2-1.2％，其余为碳化硅有序介孔材料。

本发明顺酐加氢制备丁二酸酐的催化剂的制备步骤如下：

(1)按碳化硅前驱体：二甲苯重量比为1：5－20，将碳化硅前驱体和二甲苯混合，在搅拌下溶解，待溶解完全后加入有序介孔模板原料，采用减压旋转蒸发或磁力搅拌直至二甲苯挥发完，得到样品1；

(2)将步骤(1)样品1在80－120℃干燥12－24h，之后在氮气气氛下以0.5－5℃/min的加热速率加热到200－400℃，并保持2－6h，然后以0.5－5℃/min的加热速率加热到600－900℃保持1－5h，使碳化硅前驱体交联和热解，最后以0.5－5℃/min的加热速率加热到1200－1400℃并保持1－3h，得到样品2；

(3)按样品2：混合液＝1g：10－100mL，将步骤(2)的样品2加入到混合液中，搅拌12－24h，然后过滤并水洗，最后在80－120℃下干燥12－24h，获得碳化硅有序介孔材料；