[发明专利]用于1,4-丁炔二醇加氢合成1,4-丁二醇的镍基催化剂及其制备方法

说明书

本发明涉及采用机械化学法制备镍基催化剂技术领域，是一种用于1,4‑丁炔二醇加氢合成1,4‑丁二醇的镍基催化剂及其制备方法。该镍基催化剂按照下述步骤得到：称取所需量的六水硝酸镍或醋酸镍或氯化镍、九水硝酸铝或醋酸铝或氯化铝、碳酸铵或尿素，与磨球一起球磨后，干燥，得前驱体试样；将其高温焙烧，得催化剂焙烧体试样；用H₂高温还原，制得1,4‑丁炔二醇加氢合成1,4‑丁二醇的镍基催化剂。本发明是一种简洁易行制备镍基催化剂的方法，所制备的镍基催化剂粒径约为80nm至120nm，且分布窄，选择性好，1,4‑丁炔二醇的转化率和1,4‑丁二醇收率均高，制备成本低，易于产业化。

技术领域

本发明涉及机械化学法制备镍基催化剂技术领域，是一种用于1,4-丁炔二醇加氢合成1,4-丁二醇的镍基催化剂及其制备方法。

背景技术

丁二醇(BDO)是一种重要的基本有机原料,在医药,纺织,军工等领域有着重要而广泛的用途。特别是在我国因煤炭资源丰富,Reppe法BDO工艺具有得天独厚的优势。在众多BDO合成方法中,以甲醛和乙炔为原料的Reppe法工艺是目前采用最多,经济效益最显著的一条路线。就目前而言，国内实现工业化生产采用的主要技术也是Reppe法。对于该技术，尽管经过近20年的消化吸收再创新，我国已取得长足的进步，然而,整个工艺中的核心技术——加氢催化剂一直依赖国外公司,对我国的1,4-丁二醇产业经济安全造成威胁。针对这一现状,我们开展了该加氢催化剂的研究开发工作,并实现了催化剂的工业化应用。

文献之一由张建平、李海涛、高春光、赵永祥发表在《山西大学学报》,2010,33(3):413-417的“Ni/Al₂O₃催化剂的制备及丁炔二醇加氢反应的研究”一文，其以甲酸镍与硝酸镍的混合盐为前驱物,采用等体积浸渍法制备了负载量质量分数17%的Ni/Al2O3催化剂,通过正交实验方法考察了反应温度、压力、时间及催化剂用量等因素对丁炔二醇加氢反应的影响。结果表明:所制备的催化剂活性组分高度分散.正交实验表明,温度为影响加氢性能的首要因素,经加氢反应后产物的羰基值随反应温度、压力的升高,反应时间的延长及催化剂用量的增加而降低；温度过高时，会导致副产物的产生，后续精馏过程存在困难，工业生产中催化剂选择性差。

文献之二由邹梦、马凤云、莫文龙、孔令涛、刘景梅、钟梅和肖艳等人发表在《应用化工》2017. Vol.26.NO 2.141～146的“机械化学法制备甲烷化Ni/Al₂O₃催化剂性能研究”一文，采用机械化学法制备的甲烷化Ni/Al₂O₃催化剂表现出较好的催化活性。

研究表明，若无催化剂存在，1,4-丁炔二醇的转化率几乎为零。但在催化剂存在下，其转化率可超过90%。开展Reppe法制1,4-丁二醇（BDO）过程中，加氢催化剂的研究具有重要的实际应用价值,而且对于催化剂的结构、选择性以及加氢性能具有重要的理论研究意义。

发明内容

本发明提供了一种用于1,4-丁炔二醇加氢合成1,4-丁二醇的镍基催化剂及其制备方法。该催化剂能够有效解决已有的催化剂在1,4-丁炔二醇加氢合成1,4-丁二醇时，1,4-丁炔二醇转化率不高，1,4-丁二醇选择性差、收率低等问题。