[发明专利]一种铜铬催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种铜铬催化剂及其制备方法和应用，所述制备方法包括以下步骤：将草酸铜和草酸铬与水混合后进行反应，反应后得到凝胶；将得到的凝胶依次进行干燥和焙烧，得到铜铬催化剂；所述制备方法工艺流程简单，一方面保证了原料中金属离子的高收率、催化剂高的加氢活性和对目标加氢产物的选择性，且在消除含高价铬离子的废液排放的同时，降低了催化剂制备操作条件的苛刻度；另一方面提高了工业生产催化剂成品率，降低催化剂成本，具有较好的工业应用前景。

技术领域

本发明属于催化剂制备技术领域，具体涉及一种铜铬催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

由烯烃与一氧化碳和氢气，在催化剂的作用下生成多一个碳原子的醛的方法是众所周知的工艺。醛可以直接加氢得到醇，也可经过缩合得到烯醛而后加氢最终得到醇。

以铜铬催化剂、铜锌催化剂为例的铜系催化剂具有较高的羰基加氢活性和目标产品醇的选择性。因此，目前工业上烯醛或醛的加氢多采用铜系催化剂的加氢技术。其中丁醛、辛烯醛多用铜锌催化剂的气相加氢工艺，而异壬醛和2-丙基庚烯醛则用铜铬催化剂的液相加氢工艺。相比气相加氢工艺，液相加氢具有能耗低，操作条件缓和，催化剂活性稳定性高的优势，因此近年丁醛和辛烯醛亦有改为铜铬液相加氢催化工艺的趋势。

然而，现有采用共沉淀法制备铜铬催化剂的工艺，不仅流程长，而且由于不同种类金属盐形成沉淀的pH值存在差异，导致金属盐原料损失大。尤其是，废液中的铬离子容易被硝酸根离子(NO3﹣)氧化形成高价铬离子(例如Cr6+)，对环境以及生产人员的人身安全存在隐患。

CN112973710A公开了一种铜铬催化剂、其制备方法及烯醛或醛加氢制备烷醇的方法。所述方法包括以下步骤：提供包含铜盐和铬盐的水溶液作为反应液，加热凝胶化，得到前驱体；其中，所述铜盐和/或铬盐中的阴离子包含硝酸根，所述反应液中包含添加剂，所述添加剂为还原性物质和/或能够在加热凝胶化过程中分解产生还原性物质的原料；对所述前驱体干燥和焙烧，得到铜铬催化剂。该虽然可以消除含金属离子废水的排放，但需要严格控制催化剂蒸发水解温度和还原剂的滴加速度和量，对催化剂工业生产条件提出较为严苛的要求。而且，由于工业生产条件的波动，还会导致催化剂成品率降低，从而增加固体废弃物的排放和成本升高。

CN107952444A公开了一种具有液相加氢功能的催化剂及其制备方法和糠醛液相加氢制糠醇的方法。该催化剂含有铜组分、铬组分和助剂，其中，所述助剂由至少一种含第IVB族金属元素的化合物提供；以金属元素计，所述铜组分与第IVB族金属组分的摩尔比为5-20：1；以金属元素计，所述铜组分与所述铬组分的摩尔比为0.9-2.75：1；所述催化剂的粒径小于等于800目，比表面积为10-150m²/g，孔体积为0.1-0.6mL/g；该催化剂的制备方法包括：将氧化铜、三氧化二铬和助剂的前体进行研磨，再依次进行干燥和焙烧；该方法在制备过程中需额外加入助剂，且该反应为固固反应，反应效率较低，工艺流程还是具有一定的复杂性。

综上所述，如何提供一种提升原料中金属离子的收率，减少含高价铬离子的废液排放，同时使铜铬催化剂兼具较高的加氢活性和对目标加氢产物的选择性的铜铬催化剂及其制备方法成为当前亟待解决的问题。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种铜铬催化剂及其制备方法和应用，一方面旨在保证原料中金属离子的高收率、催化剂高的加氢活性和对目标加氢产物的选择性，消除含高价铬离子的废液排放的同时，降低催化剂制备操作条件苛刻度；另一方面可提高工业生产催化剂成品率，降低催化剂成本。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种铜铬催化剂的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

(1)将草酸铜和草酸铬与水混合后进行反应，反应后得到凝胶；

(2)将步骤(1)得到的凝胶依次进行干燥和焙烧，得到铜铬催化剂。