[发明专利]一种丙烯酸甲酯加氢制丙酸甲酯催化剂及其制备和应用

说明书

本发明提供一种丙烯酸甲酯加氢制丙酸甲酯催化剂，属于加氢催化剂技术领域。按质量百分数计，包括活性组分0.05～0.5％，助剂0.02～0.5％，其余为载体，所述活性组分为贵金属Ru、Pd、Pt中的一种或多种，所述助剂为Ni、Cu中的一种或两种，所述载体为氧化铈CeO₂。本发明还提供所述催化剂的制备方法及应用。本发明丙烯酸甲酯加氢制丙烯甲酸催化剂，其反应温度低、压力低，丙烯酸甲酯转化率≥99％，丙酸甲酯选择性≥99％，反应后催化剂与反应体系易分离且可以多次循环使用。

技术领域

本发明属于加氢催化剂技术领域，具体为一种丙烯酸甲酯加氢制丙酸甲酯催化剂及其制备和应用。

背景技术

丙酸甲酯是一种具有多种用途的酯类原料，常用作萃取剂、食品或化妆品的香料、增塑剂，也可作为中间体用于生产其他化学品，如甲基丙烯酸甲酯、丙酸丙酯等。丙酸甲酯通常采用丙酸和甲醇酯化得到，而近年来，随着醋酸甲酯制甲基丙烯酸甲酯工艺的不断研究，作为其中的一环，丙烯酸甲酯选择加氢制丙酸甲酯也备受关注。

从丙烯酸甲酯的分子结构可知，其同时含有C＝C键和C＝O键，并且C＝C键和C＝O键形成共轭体系。丙烯酸甲酯加氢过程中，C＝C键和C＝O键的加氢存在竞争关系，即C＝C键和C＝O键可分别加氢，亦可同时加氢，但合成丙酸甲酯主要是通过C＝C键加氢。目前丙烯酸甲酯加氢催化剂以贵金属催化剂为主，且主要是均相催化剂，催化剂的分离回收难度较大，其制备工艺复杂成本高；多相催化体系中活性组分多以Pd、Au为主，但目前多相催化体系研究中仍然存在反应温度高，产物选择性低等问题。

发明内容

本发明的目的在于针对现有丙烯酸甲酯加氢制丙酸甲酯催化剂多为均相催化剂，其分离困难、成本高、丙酸甲酯选择性低、反应温度高这一现状，提供一种丙烯酸甲酯加氢制丙酸甲酯催化剂及其制备方法和应用。

本发明目的通过以下技术方案来实现：

一种丙烯酸甲酯加氢制丙酸甲酯催化剂，按质量百分数计，包括活性组分0.05～0.5％，助剂0.02～0.5％，其余为载体，所述活性组分为贵金属Ru、Pd、Pt中的一种或多种，所述助剂为Ni、Cu中的一种或两种，所述载体为氧化铈CeO₂。

进一步，所述载体为非水溶剂溶胶凝胶法制备的氧化铈CeO₂。

一种丙烯酸甲酯加氢制丙酸甲酯催化剂的制备方法，包括以下步骤：

1)氧化铈载体的制备：将硝酸铈与苯甲醇混合均匀后加热回流，经除水处理后继续回流，然后经离心洗涤，干燥焙烧后得氧化铈载体；

硝酸铈和苯甲醇混合回流等属于溶胶凝胶法制备纳米氧化铈的方法，这种方法制备的氧化铈具有比表面积大，氧化铈粒径小的优势，这使得活性组分如Pd可以在载体氧化铈表面分散性更好，另外助剂组分也会与氧化铈形成复合物相互作用，在加氢过程中取得有益作用。

2)活性组分与助剂的浸渍负载：将活性组分可溶性盐的水溶液或醇溶液和助剂可溶性盐的水溶液或醇溶液，与步骤1)得到的氧化铈载体等体积浸渍，干燥，焙烧得到催化剂成品。

进一步，步骤1)中，所述硝酸铈与苯甲醇的摩尔比为1:2～1:8；所述氧化铈载体的比表面积为120～350m²/g。

进一步，所述混合均匀后的加热回流时间为0.5～4h，除水处理后继续回流时间为2～24h，加热回流的温度为80～100℃。

进一步，步骤1)中，所述除水处理为敞口处理保持5～10min保证混合液中少量水挥发；所述干燥温度为90～110℃，时间为2-24h；焙烧温度为300～500℃，时间为4-12h。