[发明专利]合成丁二酸酐的金属碳化物催化剂及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种合成丁二酸酐的金属碳化物催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：将助剂金属盐加入到去离子水中，然后浸渍于载体上，干燥得到样品一；

S2：用含氮气体处理样品一，得到样品二；

S3：将样品二和碳酸钠溶液同时加入到过渡金属化合物水溶液中，待过渡金属化合物沉积于样品二上，将沉淀物过滤，干燥，得到样品三；

S4：将样品三在含碳气氛下升温处理，然后降至室温，用贫氧空气钝化，即得；

其中，所述合成丁二酸酐的金属碳化物催化剂包括过渡金属碳化物、助剂金属氧化物和载体，所述催化剂具有碱性位；所述过渡金属碳化物包括Ni₃C、Co₂C、MoC的一种；所述助剂金属氧化物包括CeO₂或La₂O₃，所述载体包括活性炭、氧化钛、二氧化硅或氧化锆；

所述S2中，处理的温度为600-800℃，处理过程中升温速率为0.5-2℃/min，处理的空速为3000-6000 h^-1，处理的时间为4-8 h。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S1满足以下条件中的一个或多个：

a．所述助剂金属盐与载体的质量比为(0.15-0.50):(12-14)；

b．所述助剂金属盐为硝酸铈和硝酸镧中的一种；

c．所述干燥为多次干燥。

3. 根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述多次干燥为室温下放置3-6 h，40-60℃下干燥3-6 h，100-120℃下干燥6-12 h。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S2满足以下条件：

d．所述含氮气体为NH₃、NO、NO₂和N₂O的一种。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S3满足以下条件中的一个或多个：

e．所述碳酸钠溶液的质量浓度为10-20%；

f．所述过渡金属化合物为硝酸镍、硝酸钴或钼酸铵中的一种；

g．所述过渡金属化合物与载体的质量比为(1.91-10.14): (10-14)；

h．所述干燥为多次干燥。

6. 根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述多次干燥为室温下放置3-6 h，40-60℃下干燥3-6 h，100-120℃下干燥6-12 h。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S4满足以下条件中的一个或多个：

i．所述在含碳气氛下升温处理是以0.5-2.0 ℃/min的速率升温至400-700 ℃，处理时间为4-6 h；气体空速为3000-6000 h^-1；

j．所述用贫氧空气钝化是用O₂含量为0.5-2.0%的贫氧空气钝化3-5 h；

k．所述含碳气氛为碳四以下烷烃或CO中的一种。

8.一种权利要求1-7任一项所述的制备方法制备的合成丁二酸酐的金属碳化物催化剂的应用，其特征在于，将所述催化剂置于固定床反应器内，在氢气空速400-600 h^-1、压力3.0-6.0 MPa下，以0.5-2.0 ℃/min的速率升温至反应温度80-200 ℃，将顺酐溶解于溶剂中形成质量浓度为10-50 %的溶液，以顺酐溶液体积空速1.0-10 h^-1进料进行反应。

9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述溶剂为邻苯二甲酸二丁酯、1,4-二氧六环、四氢呋喃、γ-丁内酯或甲苯中的任意一种或多种的混合物。