[发明专利]醋酸加氢制乙醇含氮二氧化硅空心球负载铂锡催化剂及制备

说明书

本发明涉及一种醋酸加氢制乙醇含氮二氧化硅空心球负载铂锡催化剂及制备。其组成包括：铂0.2％‑2％；锡0.3％‑3％；氮1％‑5％，其余为氧化硅载体。它为含氮二氧化硅空心球型结构，氮进入二氧化硅骨架当中形成‑Si‑O‑Si‑N‑的结构，各组分均匀分布在空心球的壳层上；该催化剂为锡负载的含氮二氧化硅空心球载体通过一步法制备，并且在保证锡均匀分散的条件下，N进入二氧化硅骨架当中形成‑Si‑O‑Si‑N‑的结构，有效的对铂贵金属进行锚定，从而显著提高铂的利用率。用于醋酸连续催化加氢制备乙醇的体系中，反应前需将催化剂再300℃的氢气气氛下还原4h。在较低铂的条件下，且在1h^‑1空速下该催化剂的效率达280g_AcOH g_Pt^‑1h^‑1，Pt的分散度是传统催化剂的1.3倍，醋酸转化率达86.6％以上，乙醇的选择性达90％以上。

技术领域

本发明涉及一种醋酸加氢制乙醇含氮二氧化硅空心球负载铂锡催化剂及制备，具体为一种用于醋酸高效转化的铂锡负载于含氮二氧化硅空心球载体的双金属催化剂及其制备方法。

技术背景

随着石油资源的大量开采利用，国际油价逐渐上涨，与此同时随着严重污染地下水源的MTBE车用燃料添加剂的逐步淘汰，作为公认的无污染车用燃料添加剂的乙醇一旦在经济上可行而成为现实(当然采用新技术改变乙醇生产的原料来源，如采用该技术实现以煤炭资源为原料来产乙醇，将大大加快乙醇作为车用燃料添加剂的进程)，乙醇的需求量将是难以估量的。乙醇不仅是一种重要的化工原料，还是一种清洁燃料，具有良好的环境效益。乙醇作为汽油替代能源或者添加剂，可降低汽油消耗量，有效提高汽油的辛烷值和防爆性能。乙醇的含氧量高，作为增氧剂加入汽油中，可以增加汽油含氧量，促进汽油完全燃烧，降低汽车尾气中一氧化碳和碳氢化合物的排放，从而改善汽车尾气，减少空气污染。巴西多年来一直使用乙醇作为汽车燃料或燃料添加剂，近年来我国在多个省份实施了乙醇汽油的推广工作，效果较为明显。随着环境质量要求的提高，发展醇燃料和在汽油中添加醇或醚已成为改善汽车燃料的主要出路。

目前，世界范围内主要通过以玉米、甘蔗等粮食为原料的路径生产乙醇。然而随着各国加大乙醇汽油的应用力度，世界燃料乙醇的使用量逐年攀升，必然会导致粮食资源供应紧张。由于我国人口众多，而耕地面积不足，总体来说粮食不充裕，而且石油资源相对不足，而煤炭资源相对丰富。因此研究开发从煤炭资源出发经合成气产生乙醇技术替代传统的的粮食发酵路线，对于减少我国粮食工业消耗和缓解石油资源紧缺的矛盾，以及提高人民生活水平和发展国民经济具有重要的战略意义。

近年来，工业上从合成气经甲醇合成乙酸技术已成熟且可实现大规模生产，同时由乙酸催化加氢制乙醇是一条过程简单、节能高效、乙醇选择性高和副产物少的工艺路线，显示出较好的经济效益和社会效益，因此乙酸催化加氢合成乙醇的反应备受关注。同时，醋酸作为一种重要的化工原料，据目前统计，国内的醋酸装置平均开工率不足60％，醋酸产能相对过剩，导致醋酸生产企业效益低迷。因此，完善醋酸工业的产业链，通过醋酸加氢直接制得乙醇是解决目前醋酸产能过剩的有效途径。