【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及催化加氢，具体涉及一种铜基催化剂及其制备方法和应用与正丁醛加氢制醇的方法。
技术介绍
1、正丁醇是一种重要的有机化工原料，主要用于生产丙烯酸丁酯、醋酸丁酯、邻苯二甲酸二丁酯等酯类，约占正丁醇消费总量的60％。此外作为精细化学品，丁醇还用于合成涂料、防老剂、食品添加剂和化学萃取剂，并且应用范围不断扩展。正丁醇的工业化生产技术主要由德国ruhr中压水溶性铑法、美国shell改性钴法、三菱化成铑法以及美国ucc改性铑法。其中以联碳及戴维联合开发的低压改性铑法羰基合成技术在世界羰基合成工业中处于领先地位。该技术以丙烯、合成气为原料，经低压羰基合成反应生成丁醛，随后丁醛在催化剂的作用下加氢生成丁醇。工业生产中正丁醛加氢工艺一般分为气相法和液相法，其中气相法以工艺设备简单，反应压力低而被广泛使用，现今国内引进的丁醇生产装置大多采用气相加氢工艺。气相醛加氢步骤中一般采用的催化剂为铜基氧化物催化剂，主要组分为铜锌铝。一般而言，正丁醛加氢催化剂的性能优劣对于催化醛加氢效率以及加氢产品正丁醇质量指标的影响至关重要，所以追求具备高加氢活性、高选择性和稳定性的铜基催化剂一直是丁醛气相加氢催化剂开发与研究的一个重要目标。
2、cn1883795a公开了一种采用分步连续沉淀方法制备的铜锌铝系气相醛加氢催化剂，在此过程中，采用连续进料方式将硝酸锌和硝酸铝中和沉淀后直接加入硝酸铜和硝酸锌再次沉淀，制得催化剂金属分散度高，比表面和孔容大。
3、cn114054033a公开了一种气相醛加氢催化剂，采用酸碱两步沉淀方法制备，首先
4、cn1144715a公开了一种铜锌铝系气相醛加氢催化剂，采用偏铝酸钠作为铝源，其中偏铝酸根离子可与锌离子完全反应形成锌铝尖晶石结构，减少了催化剂中单独存在的氧化铝，抑制副反应发生，同时氧化铜与锌铝尖晶石相互作用增强，提高了氧化铜的分散度，提升了催化剂的活性和稳定性。上述这些专利技术在很大程度上表明，催化剂活性组分氧化铜的分散状态以及纳米颗粒热稳定性，催化剂发达的孔隙结构等对于提升催化剂的加氢性能起十分重要的作用。但与此同时，含铝催化剂往往不可避免具备一定的表面酸性，因此导致催化剂表面发生一些脱水副反应，促进副产物丁酸丁酯，丁醚等的生成，降低了目标产物正丁醇的选择性。另外，合适的孔结构有利于传质传热，减少催化剂内的热点数量，同样有利于产物选择性的提升。
5、因此，在保证活性组分的高度分散性和稳定性的同时，优化催化剂的组成和孔隙结构对于制备高活性，高选择性的正丁醛加氢催化剂有着重要意义。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是为了克服现有技术存在的催化剂对于醛加氢制备醇时的反应条件苛刻，催化剂活性低、选择性低，催化剂稳定性差的问题，提供一种铜基催化剂及其制备方法和应用与正丁醛加氢制醇的方法，该催化剂在温和的条件下具有高的催化活性以及选择性，并且有优异的稳定性。
2、为了实现上述目的，本专利技术第一方面提供一种铜基催化剂，该催化剂包括活性组分氧化铜、可选的助剂金属氧化物和载体，所述铜基催化剂中cuo在h2-tpr中的还原峰温度介于150-200℃。
3、本专利技术第二方面提供一种本专利技术所述的铜基催化剂的制备方法，该制备方法包括：
4、a、将含载体源、铜氨络合物和可选的助剂金属氨络合物的第一混合液中的氨蒸发后获得第二混合液；
5、b、第二混合液经水热处理，过滤，洗涤，干燥，焙烧，成型。
6、本专利技术第三方面提供一种本专利技术所述的铜基催化剂在醛加氢制醇中的应用。
7、本专利技术第四方面提供一种正丁醛加氢制醇的方法，该方法包括：在催化剂存在下，将正丁醛原料与氢气接触反应；
8、所述催化剂为还原活化后的第一方面所述的铜基催化剂。
9、与现有技术相比，本专利技术优点在于：
10、本专利技术提供的催化剂活性组分分散均匀，能够提高金属的利用率，使催化剂内的传质传热性能增强，减少了反应热点的存在与过热副反应的发生，催化剂活性高、选择性高、稳定性好。
11、本专利技术的提供的催化剂的制备方法中，氨蒸法与水热法相结合，能够制备得到本专利技术结构的催化剂，并且加强了催化剂金属组分与载体之间的相互作用，调节了活性金属的电子状态，促进了反应物的有效吸附，提高了催化剂的活性和稳定性。同时克服了常规蒸氨法无法有效负载助剂金属的缺陷。
12、本专利技术提供的催化剂适用于醛加氢制醇，尤其适用于正丁醛加氢制丁醇，具有高的丁醇选择性。
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1.一种铜基催化剂，其特征在于，该催化剂包括活性组分氧化铜、可选的助剂金属氧化物和载体，所述铜基催化剂中CuO在H2-TPR中的还原峰温度介于150-200℃。
2.根据权利要求1所述的铜基催化剂，其中，
3.据权利要求1或2所述的铜基催化剂，其中，所述铜基催化剂中助剂金属氧化物的平均晶粒尺寸介于2-8nm。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的铜基催化剂，其中，所述铜基催化剂的比表面积为150-400m2g-1，优选为180-350m2g-1；和/或
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的铜基催化剂，其中，所述铜基催化剂以质量计，包括：氧化铜的含量为10-45％，优选为15％-40％；助剂金属氧化物的含量为0-25％，优选为5％-20％；载体的含量为30-90％，优选为40-80％。
6.根据权利要求1-5中任意一项所述的铜基催化剂，其中，所述载体为二氧化硅，更优选为经氧化钼、氧化锰、氧化铁、氧化钴、氧化镍中的至少一种改性剂改性后的二氧化硅；更优选改性剂改性后的二氧化硅中改性剂的含量为3-25wt％。
7
8.根据权利要求7所述的制备方法，其中，所述第一混合液的制备方法包括将载体源、铜源、可选的助剂金属源和氨源混合溶解后获得；
9.根据权利要求7或8所述的制备方法，其中，所述第一混合液的pH与第二混合液的pH的差为4-6；优选地，
10.根据权利要求7-9中任意一项所述的制备方法，其中，
11.根据权利要求7-10中任意一项所述的制备方法，其中，
12.权利要求1-6中任意一项所述的铜基催化剂在加氢中的应用，优选在醛加氢制醇中的应用，优选在C2-C5醛加氢制醇中的应用，更优选在正丁醛加氢制醇中的应用。
13.一种正丁醛加氢制醇的方法，其特征在于，该方法包括：在催化剂存在下，将正丁醛原料与氢气接触反应；
14.根据权利要求13中所述的方法，其中，
...【技术特征摘要】
1.一种铜基催化剂，其特征在于，该催化剂包括活性组分氧化铜、可选的助剂金属氧化物和载体，所述铜基催化剂中cuo在h2-tpr中的还原峰温度介于150-200℃。
2.根据权利要求1所述的铜基催化剂，其中，
3.据权利要求1或2所述的铜基催化剂，其中，所述铜基催化剂中助剂金属氧化物的平均晶粒尺寸介于2-8nm。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的铜基催化剂，其中，所述铜基催化剂的比表面积为150-400m2g-1，优选为180-350m2g-1；和/或
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的铜基催化剂，其中，所述铜基催化剂以质量计，包括：氧化铜的含量为10-45％，优选为15％-40％；助剂金属氧化物的含量为0-25％，优选为5％-20％；载体的含量为30-90％，优选为40-80％。
6.根据权利要求1-5中任意一项所述的铜基催化剂，其中，所述载体为二氧化硅，更优选为经氧化钼、氧化锰、氧化铁、氧化钴、氧化镍中的至少一种改性剂改性后...
【专利技术属性】
技术研发人员：郭凯，王健，陈梁锋，朱俊华，王黎敏，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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