[发明专利]不饱和化合物的催化加氢方法

说明书

本发明提供一种不饱和化合物的催化加氢方法，包括：以碳包覆过渡金属的纳米复合材料为催化剂，以含有一氧化碳杂质的氢气为氢源气体，对不饱和化合物进行催化加氢反应；其中，以氢源气体的总体积为基准，一氧化碳的含量大于0.005％，纳米复合材料含具有壳层和内核的核壳结构，壳层为掺杂氧的石墨化碳层，内核为过渡金属纳米颗粒。该方法可使用含较高浓度一氧化碳的氢气为氢源气体，应用于多种化合物的加氢反应中，有效降低了加氢反应的成本，且反应具有良好的重复性、高活性及高选择性，具有重要的工业应用价值。

技术领域

本发明涉及催化技术领域，具体涉及一种不饱和化合物的催化加氢方法。

背景技术

催化氢化反应指在催化剂的作用下氢分子加成到有机化合物的不饱和基团上的反应。由于催化加氢反应涉及到众多的官能团及化合物，是石油化工以及精细化工领域十分重要的一类反应。其中雷尼镍、铂、钯和铑等金属催化剂由于具有较高的催化加氢活性而被广泛应用于各类催化加氢反应。但这些催化剂普遍存在易中毒的问题：如铂(Pt)极易被一氧化碳(CO)毒化；《加氢反应雷尼镍催化剂使用寿命的探索》(石化技术,2017,24(11):258-259.)指出雷尼镍易与CO反应形成羰基镍，是雷尼镍催化剂中毒的主要原因。此外，雷尼镍、铂、钯和铑等金属催化剂在含有多个加氢官能团的化合物中易对所有官能团进行加氢，难以高选择性获取特定目标产物。

目前大规模工业制氢的主要技术路线主要为天然气制氢以及煤炭气化制氢，其中CO是主要杂质之一。国标GB/T3634.2-2011规定纯氢、高纯氢中的CO的指标分别为≤5ppm以及≤1ppm。工业上常用变压吸附或甲烷化等手段对氢气进行处理以满足纯度指标。根据美国能源部可再生能源国家实验室(NERL)报告(NREL/SR-540-32525)报道：根据氢气来源的不同，采用变压吸附方法纯化氢气所需的固定资产投入和日常操作成本占氢气生产总成本的10-20％；可见纯氢、高纯氢的生产成本要明显高于粗氢的生产成本；而纯氢、高纯氢的使用又增加了工业上催化加氢反应的成本。

可见，开发一种可采用含较高浓度CO的氢气为氢源气体的催化加氢应用对于降低工业上相关反应的成本具有重要意义。

需注意的是，前述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本发明的背景理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本发明的一个主要目的在于克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种不饱和化合物的催化加氢方法，以解决现有催化加氢反应中，需要采用纯氢或高纯氢作为氢源气体来避免催化剂金属中毒，从而增加催化加氢反应成本的问题。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明提供一种不饱和化合物的催化加氢方法，包括：以碳包覆过渡金属的纳米复合材料为催化剂，以含有一氧化碳杂质的氢气为氢源气体，对不饱和化合物进行催化加氢反应；其中，以氢源气体的总体积为基准，一氧化碳的含量大于0.005％，纳米复合材料含具有壳层和内核的核壳结构，壳层为掺杂氧的石墨化碳层，内核为过渡金属纳米颗粒。

根据本发明的一个实施方式，催化剂的酸洗损失率≤50％，优选为≤30％，更优选为≤10％。

根据本发明的一个实施方式，以氢源气体的总体积为基准，一氧化碳的含量大于0.05％，优选地，一氧化碳的含量小于2％。

根据本发明的一个实施方式，催化加氢反应的温度为20℃～180℃，优选为40℃～140℃。

根据本发明的一个实施方式，催化加氢反应的压力为0.5MPa～4MPa。