镍基催化剂及其制备方法和在顺丁烯二酸酐加氢制备丁二酸酐中的应用技术

本发明专利技术提供了一种镍基催化剂及其制备方法和在顺丁烯二酸酐加氢制备丁二酸酐中的应用。制备方法包括：将Ni前驱物、碱土金属前驱物、造孔剂、载体前驱物与溶剂混合，经干燥得到催化剂前驱体；其中，Ni前驱物、碱土金属前驱物、造孔剂中的至少一种选用有机物；将催化剂前驱体在保护气氛围下快速升温至焙烧温度进行焙烧，焙烧完成后淬冷快速降温，得到所述催化剂成品；其中，所述快速升温的升温速率不低于20℃/min，所述快速降温的降温速率不低于50℃/min。本发明专利技术的镍基催化剂制备方法简单、适合大规模工业生产，制备的镍基催化剂用于顺丁烯二酸酐加氢制备丁二酸酐反应时具有活性高、产物选择性高、稳定性好的特点。稳定性好的特点。稳定性好的特点。

【技术实现步骤摘要】
镍基催化剂及其制备方法和在顺丁烯二酸酐加氢制备丁二酸酐中的应用


[0001]本专利技术属于催化剂制备
，涉及一种镍基催化剂及其制备方法和在顺丁烯二酸酐加氢制备丁二酸酐中的应用。

技术介绍

[0002]丁二酸酐是一种重要的有机合成中间体，在医药、农药、石化等多种领域有广泛的应用。近年来，随着丁二酸酐下游产业的发展，丁二酸酐的需求量不断上升。采用固定床以顺丁烯二酸酐为原料通过非均相加氢制氢丁二酸酐是新型的丁二酸酐制取方式，与传统的均相法相比具有产物易分离、效率高、工艺流程简单等优势。但是顺丁烯二酸酐加氢制丁二酸酐是强放热反应，在反应过程中活性中心在高效催化加氢的同时释放的热量极易造成催化剂活性组分的烧结，同时反应的产物和副产物也较容易在催化剂表面结焦，最终导致催化剂活性显著降低。
[0003]CN111841551A公开了一种以类水滑石为前驱体制备的活性组分分散度高、Ni
‑
M组成均一、二维纳米片状的Ni
‑
M
‑
Al2O3催化剂，具有较高的顺酐加氢制丁二酸酐的活性。CN111957338A公开了一种N掺杂C膜包覆的活性金属分散度高、Ni
‑
M双金属组成均一、二维纳米片状且同时具有一定数量大孔的Ni
‑
M
‑
Al2O3@CN催化剂。上述公开的Ni基催化剂虽然具有良好的顺酐加氢活性，但其制备过程较为复杂、大规模生产时均一性难以保证，同时难以保证在顺酐加氢过程中催化剂结构保持稳定。

技术实现思路
<br/>[0004]基于现有技术中存在的缺陷，本专利技术的第一目的在于提供一种镍基催化剂的制备方法；本专利技术的第二目的在于提供该制备方法制备获得的镍基催化剂；本专利技术的第三目的在于提供该镍基催化剂在顺丁烯二酸酐加氢制备丁二酸酐中的应用。克服了现有固定床顺酐加氢催化剂的稳定性问题，在固定床顺丁烯二酸酐加氢制备丁二酸酐过程中具备高活性、高稳定性。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案。
[0006]第一方面，本专利技术提供一种镍基催化剂的制备方法，其包括以下步骤：
[0007]步骤一，将Ni前驱物、碱土金属前驱物、造孔剂、载体前驱物与溶剂混合，经干燥得到催化剂前驱体；其中，Ni前驱物、碱土金属前驱物、造孔剂均选用有机物；
[0008]步骤二，将催化剂前驱体在保护气氛围下快速升温至焙烧温度进行焙烧，焙烧完成后淬冷快速降温，得到所述催化剂成品；其中，所述快速升温的升温速率不低于20℃/s，所述快速降温的降温速率不低于50℃/s。
[0009]本专利技术的镍基催化剂的制备过程中，催化剂的活性组分前驱物、助剂前驱物及造孔剂均采用有机前驱物，在保护气氛围中快速升温使得这些前驱物部分分解、炭化，分解后可以在载体中制造出一定量的孔道，炭化后能够起到隔离活性组分、使得产物容易脱离、迅
速导出反应释放的热量抑制反应积炭；在焙烧的过程中采用保护气气氛，能够隔绝空气等氧化性氛围，配合迅速升温焙烧和淬冷的过程能够避免活性组分聚集和晶粒长大、最大程度上保留选择性活性位点；载体迅速升温过程中会释放部分水分子，能够与前驱物分解过程中形成的积炭发生反应，消除较为活泼的积炭、钝化残留的积炭，最终使得催化剂结构在淬冷过程中保持稳定。
[0010]根据第一方面的优选实施方式，所述保护气氛围选用惰性气体氛围(即稀有气体氛围)，例如氩气氛围。
[0011]根据第一方面的优选实施方式，所述快速升温的升温速率为20
‑
100℃/s。
[0012]根据第一方面的优选实施方式，所述快速降温的降温速率为50
‑
500℃/s。
[0013]根据第一方面的优选实施方式，所述焙烧温度为600
‑
800℃，焙烧时间为1
‑
20min。
[0014]根据第一方面的优选实施方式，所述淬冷采用液氮进行。
[0015]根据第一方面的优选实施方式，所述Ni前驱物采用有机镍前驱物；更优选地，所述Ni前驱物包括甲酸镍和乙酸镍中的一种或两种，但不限于此。
[0016]根据第一方面的优选实施方式，Ni前驱物、碱土金属前驱物均选用有机前驱物；
[0017]根据第一方面的优选实施方式，所述碱土金属前驱物采用有机碱土金属前驱物；更优选地，所述碱土金属前驱物包括碱土金属的甲酸盐和碱土金属的乙酸盐中的一种或两种以上的组合，但不限于此。
[0018]根据第一方面的优选实施方式，所述造孔剂采用有机造孔剂；更优选地，所述造孔剂选用烷基糖苷中的一种或两种以上的组合，但不限于此；进一步优选地，所述烷基糖苷的烷基碳原子数量为8
‑
16。
[0019]根据第一方面的优选实施方式，所述载体前驱物选用Al2O3前驱物；更优选地，所述载体前驱物包括拟薄水铝石(例如高纯拟薄水铝石)和/或勃姆石，但不限于此。
[0020]根据第一方面的优选实施方式，Ni前驱物中的镍元素与碱土金属前驱物中的碱土金属元素的摩尔比为1:(0.05
‑
0.2)。
[0021]根据第一方面的优选实施方式，Ni前驱物和碱土金属前驱物的质量和与造孔剂的质量的比为(8
‑
25):(1
‑
5)。
[0022]根据第一方面的优选实施方式，Ni前驱物和碱土金属前驱物的质量和与载体前驱物的质量的比为(8
‑
25):(75
‑
91)。
[0023]根据第一方面的优选实施方式，所述溶剂选用水或有机溶剂；更优选地，所述有机溶剂选用醇溶剂，例如低碳醇溶剂(包括碳一至碳六的醇)，在一具体实施例中选用乙醇。
[0024]溶剂选用有机溶剂时，更有利于有机镍前驱物、有机碱土金属前驱物与造孔剂及载体前驱物均匀混合，更好的保证活性组分和金属助剂的高度分散。
[0025]根据第一方面的优选实施方式，该镍基催化剂的制备方法还包括：步骤一中，在干燥前对混合得到的产物进行成型处理，然后再进行所述干燥；
[0026]更优选地，所述成型处理通过挤条成型或滚球成型的方式进行；
[0027]更优选地，该镍基催化剂的制备方法还包括：步骤一中，在干燥后对干燥得到的产物进行破碎处理，例如破碎至小于1公分碎条。
[0028]根据第一方面的优选实施方式，所述干燥采用100℃过夜干燥的方式。
[0029]第二方面，本专利技术还提供上述制备方法制备获得的镍基催化剂。
[0030]本专利技术提供的制备方法制备得到的镍基催化剂以Ni为活性组分、以碱土金属为助剂，是一种催化性能优异的顺酐加氢催化剂，用于顺丁烯二酸酐加氢制备丁二酸酐反应时具有活性高、产物选择性高、稳定性好的特点。
[0031]第三方面，本专利技术还提供上述镍基催化剂在顺丁烯二酸酐加氢制丁二酸酐中的应用。
[0032]根据第三方面的优选实施方式，所述镍基催化剂在使用前采用氢气在高温下进行还原；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种镍基催化剂的制备方法，其包括以下步骤：步骤一，将Ni前驱物、碱土金属前驱物、造孔剂、载体前驱物与溶剂混合，经干燥得到催化剂前驱体；其中，Ni前驱物、碱土金属前驱物、造孔剂均选用有机物；步骤二，将催化剂前驱体在保护气氛围下快速升温至焙烧温度进行焙烧，焙烧完成后淬冷快速降温，得到所述催化剂成品；其中，所述快速升温的升温速率不低于20℃/min，所述快速降温的降温速率不低于50℃/min。2.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述快速升温的升温速率为20
‑
100℃/min；所述快速降温的降温速率为50
‑
500℃/min。3.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述焙烧温度为600
‑
800℃，焙烧时间为1
‑
20min。4.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述保护气氛围选用惰性气体氛围；所述淬冷采用液氮进行。5.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述Ni前驱物采用有机镍前驱物；优选地，所述Ni前驱物包括甲酸镍和乙酸镍中的一种或两种；所述碱土金属前驱物采用有机碱土金属前驱物；优选地，所述碱土金属前驱物包括碱土金属的甲酸盐和碱土金属的乙酸盐中的一种或两种以上的组合；所述造孔剂采用有机造孔剂；优选地，所述造孔剂选用烷基糖苷中的一种或两种以上的组合；更优选地，所述烷基糖苷的烷基碳原子数量为8
‑
16。6.根据权利要求1或5所述的制备方法，其中，Ni前驱物中的镍元素与碱土金属前驱物中的碱土金属元素的摩尔比为1:(0.05
‑
0.2)；Ni前驱物和碱土金属前驱物的质量和与造孔剂的质量的比为(8
‑
25):(1
‑
5)...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴全贵，
申请(专利权)人：东营科尔特新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：