[发明专利]一种非贵金属Ni基催化剂及其制备方法和环戊二烯加氢制备环戊烷的方法

说明书

本发明涉及环戊烷的制备领域，公开了一种非贵金属Ni基催化剂及其制备方法和环戊二烯加氢制备环戊烷的方法，该非贵金属Ni基催化剂含有载体和负载载体上的Ni活性金属组分和金属助剂组分，其中，至少部分镍元素以镍单质和/或镍的碳化物形式存在。本发明的催化剂能够在环戊二烯加氢制备环戊烷中减少环戊二烯的自聚结焦现象，从而提高催化剂的抗胶质能力，该催化剂具有活性高、选择性好、重复使用率高、不易失活等优点，进一步，在环戊二烯加氢制备环戊烷过程中不需要添加额外的溶剂或稀释剂而不易失活。另外，本发明的环戊二烯加氢制备环戊烷的方法由于使用上述催化剂并配合二段加氢工艺，从而具有较高的选择性和收率。

技术领域

本发明涉及环戊烷的制备领域，具体地，涉及一种非贵金属Ni基催化剂及其制备方法和环戊二烯加氢制备环戊烷的方法。

背景技术

环戊烷作为一种环烷烃，具有众多优点；如在戊烷异构体中，环戊烷的导热系数较低，可保证泡沫具有良好的隔热性能；化学性质比较稳定。同时，环戊烷可作为氟氯碳化合物(CFC)的替代物而生产的。由于CFC是对臭氧层有严重破坏作用的物质；而环戊烷分子结构中不存在加速臭氧分解的卤素原子，臭氧破坏系数为零，不对臭氧层造成破坏；温室效应可以忽略，早在1993年德国家电业开始把环戊烷作为替代物用于冰箱生产。并且环戊烷的分子质量与CFCs相比较，大约小50％左右；在发泡剂中使用环戊烷为原料，能够节省一半的用量；环戊烷还有着气相导热系数小的优点，满足冰箱等家电的绝热要求，对聚氨酯硬质泡沫的绝热性能影响较小，有着稳定的化学性质。

生产环戊烷的方法主要有两类，一是精制分离环戊烷混合物；二是环戊二烯加氢；其中，环戊二烯加氢生产环戊烷是当前最具工业化应用前景的生产工艺。当前，环戊二烯加氢工艺可分为固定床连续加氢和釜式加氢两种工艺。

申请号为01132143.1的中国专利申请公开了一种由环戊二烯加氢制备环戊烷的方法。该发明采用负载型钯系催化剂和叔丁醇助催化剂通过反应釜间歇搅拌加氢反应制得环戊烷；解决了催化剂在加氢过程中加氢不完全等问题；但该工艺生产不连续且使用叔丁醇为稀释剂，存在物料在催化剂表面停留时间长，溶剂损失量大，增加精制分离工艺，工艺复杂等问题。

申请号为200510028610.3的中国专利申请公开了一种由环戊二烯连续加氢制环戊烷的方法。其采用环戊烷作为稀释剂，同时通过环戊烷移走加氢过程中产生的反应热，从而获得更高的环戊烷收率以及降低能耗。但其从上方进料的方式易造成反应偏流，同时采用的贵金属钯系催化剂仍然存在催化剂抗胶质能力差、易失活、催化剂成本高等问题。

申请号为201010284558.9的中国专利申请公开了一种环戊烷及甲基环戊烷的制备方法。该发明以乙烯裂解碳九馏分为原料，通过裂解双环戊二烯得到环戊二烯，用贵金属钯系催化剂作为加氢催化剂，采用釜式反应器间歇反应；其采用的贵金属钯系催化剂存在加氢产品硫含量高、催化剂抗胶质能力差、易失活、催化剂成本高等问题。

申请号为201210310997.1的中国专利申请公开了一种固定床反应器连续加氢制备环戊烷工艺，用镍-钯复合型催化剂作为加氢催化剂，同时引入醇类惰性溶剂进行配比，防止在加氢过程中产生聚合副反应。然而，该工艺引入贵金属钯作为催化剂组分，提高了工业化成本；同时，引入惰性醇类溶剂，增加精制分离工艺，工艺复杂，溶剂损失量大，不利于降低工业化成本和工艺操作难度。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的环戊二烯加氢工艺需要添加溶剂以及需要使用成本高、易失活的贵金属催化剂等缺点，而提供一种能够用于环戊二烯加氢工艺的非贵金属Ni基催化剂及其制备方法和环戊二烯加氢制备环戊烷的工艺，该非贵金属Ni基催化剂不需要采用贵金属为活性组分，在环戊二烯加氢制备环戊烷过程中，不需要额外添加溶剂或稀释剂，不仅如此，该催化剂具有活性高、选择性好、重复使用率高、不易失活等优点，还能够在环戊二烯加氢制备环戊烷中提高环戊烷的收率和选择性。