一种乙炔选择性加氢制乙烯的催化剂、制备方法及应用技术

本发明专利技术公开了一种乙炔选择性加氢制乙烯的催化剂、制备方法及应用，乙炔选择性加氢制乙烯的催化剂包括按该催化剂干基总质量为基准计的以下质量分数的组分：核心组分0.01％～5％，第一助剂0.1％～10％，第二助剂0.1％～10％，第三助剂0.1％～10％，第四助剂0.1％～10％，余量为载体前驱体；第一助剂为稀土元素中的一种或几种的混合物，用以调节该催化剂的酸碱性，从而调节核心组分和第三助剂粒径达到提高有效成分对乙炔的选择性，从而降低乙烯的消耗和提高乙炔的高转化。消耗和提高乙炔的高转化。

【技术实现步骤摘要】
一种乙炔选择性加氢制乙烯的催化剂、制备方法及应用


[0001]本专利技术属于工业催化剂
，具体涉及一种乙炔选择性加氢制乙烯的催化剂、制备方法及应用。

技术介绍

[0002]乙烯被广泛应用于合成塑料、橡胶、纤维、医药、农药和染料等各个领域，乙烯工业是组成国民经济的重要部分。乙烯主要通过石脑油和柴油热裂解制取，但在制取乙烯的同时会生成体积分数为0.3％～3％的乙炔，这些微量乙炔会毒化聚乙烯的Ziegler
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Natta催化剂，不仅会降低催化剂活性和使用寿命，也会降低聚乙烯的品质。因此，脱除乙烯原料中的乙炔是至关重要的步骤。
[0003]除掉乙烯中的乙炔最理想的途径是通过选择性加氢方式将乙炔加氢转化为乙烯，该方法不仅可以有效的除去乙炔，还可以增加乙烯的产率。乙烯选择加氢催化剂多为负载型金属催化剂，常用的载体有氧化铝，氧化硅，氧化钛，硅藻土，分子筛以及碳材料。主要的活性组分为Pd，Pt，Ni等，助剂多为Cu，Ag，Au等，调节催化剂的选择性和活性。但目前的选择加氢催化剂主要选用Pd催化剂作为主要活性组分，由于Pd的选择性较低，会使大量的乙烯被过度还原为乙烷。
[0004]公开号为CN108147938公开了一种常压下对乙烯中乙炔选择性加氢的方法。催化剂为以金属簇PdxMy为前驱体，二氧化硅为载体。催化剂用于常压下乙炔的选择性加氢，可以在较为温和的条件下将乙炔还原得到以乙烯为主要产物的碳氢化合物，催化剂的选择性较好。
[0005]公开号为CN107088436公开了一种乙炔选择性加氢制备乙烯的催化剂及制备方法和应用。它是以镍为主要活性成分，复合碱金属并以硅铝分子筛为载体构成。该催化剂廉价易得，制备工艺简单，催化活性很高，稳定性良好，在较为温和的条件下应用于乙炔选择性加氢工艺中，表现出优异的催化活性和选择性。
[0006]公开号为CN105170167公开了一种乙炔选择性加氢制乙烯的催化剂及其制备方法和应用，催化剂包括惰性负载基体，惰性负载基体涂有氧化铝和磷化钼混合涂层，磷化钼作为催化剂活性成分在涂层中分散均匀。制备过程简单易行、涂层均匀光滑、厚度精确可调、磨耗损失量小、成本低、适合大规模工业化生产。
[0007]公开号为CN101745389公开了一种对乙炔选择加氢制乙烯具有优良催化性能的蛋壳型催化剂。其特征是以氧化铝(Al2O3)小球为载体，采用浸渍法制备活性组分钯呈蛋壳型分布的负载型催化剂，并采用Ag对蛋壳Pd/Al2O3催化剂进行改性，该催化剂可在高的乙炔转化率条件下，尤其在接近100％的乙炔转化率时，实现高的乙烯选择性。
[0008]虽然上述专利或专利申请公开的乙炔选择性加氢制乙烯的催化剂具有一定的优势，但为了更加高效，高经济性的实现乙烯中除去乙炔，不降乙烯过度加氢为乙烷的催化剂，开发出一种经济，高效，持久耐用选择加氢催化剂是至关重要的。

技术实现思路

[0009]针对现有技术中的乙炔选择性加氢制乙烯的催化剂具有一定的优势，但为了更加高效，高经济性的实现乙烯中除去乙炔，不降乙烯过度加氢为乙烷的催化剂，开发出一种经济，高效，持久耐用选择加氢催化剂是至关重要的问题，本专利技术提供一种乙炔选择性加氢制乙烯的催化剂。
[0010]本专利技术采用以下技术方案：一种乙炔选择性加氢制乙烯的催化剂，包括按该催化剂干基总质量为基准计的以下质量分数的组分：核心组分0.01％～5％，第一助剂0.1％～10％，第二助剂0.1％～10％，第三助剂0.1％～10％，第四助剂0.1％～10％，余量为载体前驱体；第一助剂为稀土元素中的一种或几种的混合物，用以调节该催化剂的酸碱性。
[0011]优选地，所述核心组分为Pd、Pt、Ni、Mo、Au中的一种或几种的混合物；优选地，核心组分来源于Pd、Pt、Ni、Mo、Au元素的金属粉末中的一种或几种的混合物；或Pd、Pt、Ni、Mo、Au元素的氧化物中的一种或几种的混合物；或Pd、Pt、Ni、Mo、Au元素的卤化物中的一种或几种的混合物；或Pd、Pt、Ni、Mo、Au元素的硫酸盐中的一种或几种的混合物；或Pd、Pt、Ni、Mo、Au元素的硝酸盐中的一种或几种的混合物；或Pd、Pt、Ni、Mo、Au元素的乙酸盐中的一种或几种的混合物；或Pd、Pt、Ni、Mo、Au元素的草酸盐中的一种或几种的混合物。
[0012]优选地，所述第二助剂为碱土元素中的一种或几种的混合物；碱土元素优选镁元素；优选地，镁元素来源于含镁的氯化物、含镁的硝酸盐和含镁的硫酸盐中的一种。
[0013]优选地，所述第三助剂为第IB族元素中的一种或几种的混合物；优选地，第IB族元素来源于第IB族元素金属粉末，第IB族元素卤化物，第IB族元素氧化物，第IB族元素硫化物，第IB族元素硫酸盐，第IB族元素硝酸盐，第IB族元素乙酸盐，第IB族元素草酸盐中的一种或多种。
[0014]优选地，所述第三助剂为银元素；优选地，所述银元素来源于银的可溶性配合物。
[0015]优选地，所述第四助剂包括含磷化合物；优选地，含磷化合物为磷酸、磷酸二氢铵，磷酸氢二铵，亚磷酸以及次磷酸及其衍生物中的一种；优选地，所述稀土元素来源于钇元素的可溶性溶液；优选地，钇元素来源于含钇的氧化物、含钇的卤化物、含钇的硫酸盐、含钇的硝酸盐、含钇的乙酸盐以及含钇的草酸盐中的一种。
[0016]优选地，所述载体前驱体为氧化铝、氧化硅或分子筛，优选地所述载体前驱体的比表面积为0m2/g～100m2/g，孔径范围为5nm～40nm。
[0017]本专利技术还公开了一种乙炔选择性加氢制乙烯的催化剂的制备方法，包括以下步骤：
[0018]将载体前驱体、第二助剂以及第四助剂用酸进行处理得到载体溶胶；
[0019]将载体溶胶通过油氨柱法、热油柱法或滚球法中的一种制备得到球形坯体，球形坯依次经过干燥和焙烧得到球形载体，油氨柱法中氨水中的固化时间为1～8h；
[0020]将核心组分、第三助剂以及第一助剂均溶于含有载体前驱体的溶胶中，随后涂覆或喷洒于球形载体上，得到具有壳层结构的催化剂前驱体；
[0021]将催化剂前驱体依次经过干燥和焙烧即可。
[0022]优选地，制备球形载体过程中的干燥温度为80～120℃，干燥时间为6～12h，干燥时间优选为2～5h，更优选为3～4h；干燥催化剂前驱体时的温度为80～120℃，焙烧的温度为550～1400℃，焙烧温度优选为700
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1200℃，更优选为900
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1000℃；焙烧时间为6～12h，优
选为2～7h，更优选为4～6h。
[0023]有益效果：1.稀土元素用于改性核心组分，具体为调节该催化剂的酸碱性且稀土元素与含有载体前驱体形成固溶体，使含有核心组分和第三助剂的粒径适用于对乙炔的选择性加氢，对乙炔的选择性高，对乙烯的选择性低，乙烯的消耗率能降低至0，乙炔的选择性可高达99.9wt％，乙炔的转化率可高达99.9wt％。
[0024]2.采用碱土元素和含磷化合物使得球本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种乙炔选择性加氢制乙烯的催化剂，其特征在于，包括按该催化剂干基总质量为基准计的以下质量分数的组分：核心组分0.01％～5％，第一助剂0.1％～10％，第二助剂0.1％～10％，第三助剂0.1％～10％，第四助剂0.1％～10％，余量为载体前驱体；第一助剂为稀土元素中的一种或几种的混合物，用以调节该催化剂的酸碱性。2.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于，所述核心组分为Pd、Pt、Ni、Mo、Au中的一种或几种的混合物；优选地，核心组分来源于Pd、Pt、Ni、Mo、Au元素的金属粉末中的一种或几种的混合物；或Pd、Pt、Ni、Mo、Au元素的氧化物中的一种或几种的混合物；或Pd、Pt、Ni、Mo、Au元素的卤化物中的一种或几种的混合物；或Pd、Pt、Ni、Mo、Au元素的硫酸盐中的一种或几种的混合物；或Pd、Pt、Ni、Mo、Au元素的硝酸盐中的一种或几种的混合物；或Pd、Pt、Ni、Mo、Au元素的乙酸盐中的一种或几种的混合物；或Pd、Pt、Ni、Mo、Au元素的草酸盐中的一种或几种的混合物。3.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于，所述第二助剂为碱土元素中的一种或几种的混合物；碱土元素优选镁元素；优选地，镁元素来源于含镁的氯化物、含镁的硝酸盐和含镁的硫酸盐中的一种。4.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于，所述第三助剂为第IB族元素中的一种或几种的混合物；优选地，所述第三助剂为银元素；优选地，所述银元素来源于银的可溶性配合物。5.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于，所述第四助剂包括含磷化合物；优选地，含磷化合物为磷酸、磷酸二氢铵，磷酸氢...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘兵，卓润生，王刚，王钦，肖可，孙秋实，兰兴玥，陈韩莉，刘新生，
申请(专利权)人：润和科华催化剂上海有限公司，
类型：发明
国别省市：