【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及加氢催化剂，尤其涉及一种加氢催化剂及其制备方法和应用。
技术介绍
1、1,3-丁二醇，简称1,3-bdo，为无色粘稠液体，具有较好的水溶性，易溶于乙醇、丙酮等有机溶剂，几乎不溶于脂肪烃、芳烃和四氯化碳。1,3-丁二醇含有两个羟基，其化学性质活泼，且具有毒性较小、吸湿性好、无臭等优点，在化工、医药、化妆品等领域广泛应用。
2、目前关于生产1,3-丁二醇的合成研究，主要有两种工艺：生物合成法和化学合成法。生物合成法虽然绿色安全且排放少，但其产量低，难以工业化生产；化学合成法目前主流工艺是乙醛在碱性条件下，发生缩合反应得到3-羟基丁醛，继续加氢得到1,3-丁二醇。
3、公开号为cn109422624a的中国专利和公开号为cn109422635a的中国专利公开了在固定床反应器中对3-羟基丁醛进行加氢反应制备1,3-丁二醇的方法，使用的催化剂为负载镍催化剂，乙醛缩合反应使用的为固体碱催化剂，得到的粗品中有10～20％的乙醛通过闪蒸罐进行回收循环使用，加氢后1,3-丁二醇的收率为83％，乙醛转化率为98％。
4、公开号为cn111744486a的中国专利公开了一种负载型催化剂的制备方法和1,3-丁二醇的制备方法，原料3-羟基丁醛溶液的浓度为20～30％，加氢后3- 羟基丁醛的转化率为90～100％，选择性为90～99.2％。
5、公开号为cn111574325a的中国专利公开了一种高选择性制备1,3-丁二醇的方法和系统，催化剂为粉末雷尼镍催化剂，采用两级或多级釜式串联的方式生产1
6、在现有生产技术方案中，普遍采用首先将乙醛进行缩合反应以得到3-羟基丁醛，然后3-羟基丁醛再经过加氢反应以得到1,3-丁二醇。现有技术中，乙醛进行缩合反应后乙醛的回收会增加生产能耗，加氢反应一般在釜式反应器或者固定床反应器中进行，釜式反应器中一般采用粉末雷尼镍或粉末负载镍催化剂，但是釜式反应器中进行的加氢反应需要不断补加新鲜催化剂保持反应活性，从而增加了生产安全风险，同时产品需要与催化剂进行过滤分离，操作复杂，增加人力成本。固定床反应器中使用的催化剂一般为负载镍催化剂，但其活性组分负载镍较低；因此，有必要开发一种加氢催化剂及其制备方法和应用以解决现有技术存在的上述问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种加氢催化剂及其制备方法和应用，本专利技术的加氢催化剂解决了现有技术中加氢催化剂的镍负载量较低的问题，同时所述加氢催化剂使得3-羟基丁醛混合溶液的加氢反应具有良好的加氢效果。
2、为实现上述目的，本专利技术的所述加氢催化剂应用于3-羟基丁醛混合溶液的加氢反应，所述加氢催化剂包括镍、铜和氧化铝；
3、以占所述加氢催化剂的质量百分比计，所述镍的含量为30～60％，所述铜的含量为3～10％，所述氧化铝的含量为30～60％；
4、所述加氢催化剂的比表面积为100～260平方米/克，孔容为0.3～0.5立方厘米 /克，堆密度为0.6～1.0克/立方厘米。
5、本专利技术的所述加氢催化剂的有益效果在于：所述加氢催化剂包括镍、铜和氧化铝，不含贵金属钯和钌，降低了成本。以占所述加氢催化剂的质量百分比计，所述镍的含量为30～60％，所述铜的含量为3～10％，所述氧化铝的含量为 30～60％；所述加氢催化剂的比表面积为100～260平方米/克，孔容为0.3～0.5立方厘米/克，堆密度为0.6～1.0克/立方厘米。通过合理设计镍、铜和氧化铝的含量，配合合理的堆密度、比表面积和孔容，使得所述加氢催化剂的镍负载量较高。因此本专利技术解决了现有技术中加氢催化剂的镍负载量较低的问题，同时所述加氢催化剂使得3-羟基丁醛混合溶液的加氢反应具有良好的加氢效果。
6、可选的，所述3-羟基丁醛混合溶液包括3-羟基丁醛，以占所述3-羟基丁醛混合溶液的重量百分比计，所述3-羟基丁醛的含量为60～80％。其有益效果在于：所述加氢催化剂对于所述3-羟基丁醛混合溶液中含量较高的3-羟基丁醛的加氢反应具有较好的加氢效果。
7、本专利技术的另一目的是为了提供一种加氢催化剂的制备方法，包括以下步骤：
8、s1：提供含铜和镍的混合溶液、碱性盐水溶液和铝源浆液，使用所述碱性盐水溶液作为沉淀剂对所述混合溶液进行共沉淀处理以得到镍铜源浆液；
9、s2：将所述镍铜源浆液和所述铝源浆液混合以得到混合浆液；
10、s3：在30～60摄氏度下对所述混合浆液进行30～90分钟的第一老化处理，得到ph值为9～10的老化浆液；
11、s4：对所述老化浆液进行过滤洗涤处理直至滤液中碱性盐的阳离子的含量小于1％，然后对得到的过滤产物进行干燥以去除游离水，得到干燥粉体；
12、s5：使用赋形剂对所述干燥粉体进行成型处理后，对得到的成型产物进行烘干处理去除游离水和所述赋形剂，得到所述加氢催化剂；
13、所述步骤s1中：
14、以镍氧化物计，每升所述混合溶液含有38～76克所述镍氧化物；
15、以铜氧化物计，每升所述混合溶液含有3.8～12.5克所述铜氧化物；
16、每升所述碱性盐水溶液中含有70～200克酸根离子，所述混合溶液与所述碱性盐水溶液的体积比为1:1～5:1；
17、所述镍铜源浆液和所述铝源浆液的体积比为1:1～5:1。
18、本专利技术的所述加氢催化剂的制备方法的有益效果在于：所述步骤s1中，控制以镍氧化物计，每升所述混合溶液含有38～76克所述镍氧化物，以铜氧化物计，每升所述混合溶液含有3.8～12.5克所述铜氧化物，每升所述碱性盐水溶液中含有70～200克酸根离子，所述混合溶液与所述碱性盐水溶液的体积比为 1:1～5:1；以及所述镍铜源浆液和所述铝源浆液的体积比为1:1～5:1，结合所述步骤s3中控制在30～60摄氏度下对所述混合浆液进行30～90分钟的第一老化处理，有利于通过控制所述镍铜源浆液和所述铝源浆液的交互作用来调控得到的加氢催化剂中的晶粒大小，使得所述加氢催化剂的镍负载量较高，进而确保加氢催化剂具有较高的加氢活性来实现所述3-羟基丁醛混合溶液的加氢反应具有较好的加氢效果。因此本专利技术解决了现有技术中加氢催化剂的镍负载量较低的问题。
19、可选的，所述碱性盐水溶液的ph值为11～13。
20、可选的，所述混合溶液由镍化合物和铜化合物溶解于水中配制而成，所述镍化合物为硝酸镍，所述铜化合物为硝酸铜，所述碱性盐水溶液为碳酸钠水溶液和碳酸氢钠水溶液的任意一种，所述酸根离子为碳酸根离子。
21、可选的，所述步骤s1中，使用所述碱性盐水溶液作为沉淀剂对所述混合溶液进行共沉淀处理以得到镍铜源浆液的步骤包括：将所述混合溶液与所述碱性盐水溶液并流混合，所述并流混合进行的过程中以不低于250rpm的搅拌速率对经所述并流混合得到的混合液进行中和温度为30～60摄氏度，中和时间为30～90 分钟的中和处理，所述中和处理使用去离子本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种加氢催化剂，其特征在于，应用于3-羟基丁醛混合溶液的加氢反应，所述加氢催化剂包括镍、铜和氧化铝；
2.根据权利要求1所述的加氢催化剂，其特征在于，所述3-羟基丁醛混合溶液包括3-羟基丁醛，以占所述3-羟基丁醛混合溶液的重量百分比计，所述3-羟基丁醛的含量为60～80％。
3.一种如权利要求1～2任一项所述的加氢催化剂的制备方法，包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的加氢催化剂的制备方法，其特征在于，所述碱性盐水溶液的pH值为11～13。
5.根据权利要求3所述的加氢催化剂的制备方法，其特征在于，所述混合溶液由镍化合物和铜化合物溶解于水中配制而成，所述镍化合物为硝酸镍，所述铜化合物为硝酸铜，所述碱性盐水溶液为碳酸钠水溶液和碳酸氢钠水溶液的任意一种，所述酸根离子为碳酸根离子。
6.根据权利要求3所述的加氢催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，使用所述碱性盐水溶液作为沉淀剂对所述混合溶液进行共沉淀处理以得到镍铜源浆液的步骤包括：
7.根据权利要求6所述的加氢催化剂的制备方法，其特征在于，将所述混合
8.根据权利要求3所述的加氢催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述铝源浆液的制备方法包括：
9.根据权利要求8所述的加氢催化剂的制备方法，其特征在于，所述含二氧化碳的混合气体的体积流量为1～8标立米/小时，二氧化碳占所述含二氧化碳的混合气体的体积百分比为20～80％，所述铝酸盐水溶液浓度以氧化铝计，每升所述铝酸盐水溶液含30～100克所述氧化铝。
10.根据权利要求8所述的加氢催化剂的制备方法，其特征在于，所述成胶反应和所述第三老化处理的温度均为30～65摄氏度，所述成胶反应的时间和所述第三老化处理的时间之和小于90分钟，所述第三老化处理的时间为20～40分钟。
11.根据权利要求8所述的加氢催化剂的制备方法，其特征在于，所述铝酸盐水溶液由偏铝酸钠和铝酸钠的任意一种配制而成，所述铝源浆液为拟薄水铝石浆液。
12.根据权利要求3所述的加氢催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤S5中，所述赋形剂由硝酸、水和田菁粉组成，所述烘干处理包括去除所述成型产物的游离水后，对得到的产物在300～700摄氏度下焙烧3～6小时。
13.一种如权利要求1～2任一项所述的加氢催化剂的应用，其特征在于，对所述加氢催化剂在380～450摄氏度下进行氢气还原6～16小时后以得到还原加氢催化剂，将所述还原加氢催化剂和3-羟基丁醛混合溶液装填于固定床反应器以进行加氢反应，所述加氢反应的压力为3～8兆帕，所述加氢反应的温度为50～100摄氏度，所述3-羟基丁醛混合溶液的体积空速为2～5小时-1。
14.根据权利要求13所述的加氢催化剂的应用，其特征在于，所述3-羟基丁醛混合溶液的制备步骤包括：乙醛在碱性催化剂的作用下发生缩合反应以得到缩合液，所述缩合液在50～80摄氏度下进行1～3小时的搅拌热处理以得到所述3-羟基丁醛混合溶液。
15.根据权利要求14所述的加氢催化剂的应用，其特征在于，所述缩合液包括乙醛、丁烯醛和3-羟基丁醛，以占所述缩合液的重量百分比计，所述乙醛的含量为5～10％，所述丁烯醛的含量为0.5～3％，所述3-羟基丁醛的含量60～80％。
...【技术特征摘要】
1.一种加氢催化剂，其特征在于，应用于3-羟基丁醛混合溶液的加氢反应，所述加氢催化剂包括镍、铜和氧化铝；
2.根据权利要求1所述的加氢催化剂，其特征在于，所述3-羟基丁醛混合溶液包括3-羟基丁醛，以占所述3-羟基丁醛混合溶液的重量百分比计，所述3-羟基丁醛的含量为60～80％。
3.一种如权利要求1～2任一项所述的加氢催化剂的制备方法，包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的加氢催化剂的制备方法，其特征在于，所述碱性盐水溶液的ph值为11～13。
5.根据权利要求3所述的加氢催化剂的制备方法，其特征在于，所述混合溶液由镍化合物和铜化合物溶解于水中配制而成，所述镍化合物为硝酸镍，所述铜化合物为硝酸铜，所述碱性盐水溶液为碳酸钠水溶液和碳酸氢钠水溶液的任意一种，所述酸根离子为碳酸根离子。
6.根据权利要求3所述的加氢催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤s1中，使用所述碱性盐水溶液作为沉淀剂对所述混合溶液进行共沉淀处理以得到镍铜源浆液的步骤包括：
7.根据权利要求6所述的加氢催化剂的制备方法，其特征在于，将所述混合溶液与所述碱性盐水溶液并流混合的步骤包括：
8.根据权利要求3所述的加氢催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤s1中，所述铝源浆液的制备方法包括：
9.根据权利要求8所述的加氢催化剂的制备方法，其特征在于，所述含二氧化碳的混合气体的体积流量为1～8标立米/小时，二氧化碳占所述含二氧化碳的混合气体的体积百分比为20～80％，所述铝酸盐水溶液浓度以氧化铝计，每升所述铝酸盐水溶液含30～100克所述氧化铝。
10.根据...
【专利技术属性】
技术研发人员：王林敏，郑云弟，沈志红，马江峰，国海光，孙兵，
申请(专利权)人：上海迅凯新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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