一种乙醇酸甲酯加氢合成乙二醇的催化剂是由主金属为Cu，助剂金属为Ni、Mn或Co的一种和载体组成，催化剂重量比组成为：铜9.0-20.0wt%，镍、锰或钴1.0-3.0wt%；载体78.8-88.5wt%。本发明专利技术具制备方法简单、生产成本低。乙醇酸甲酯加氢合成乙醇反应条件温和，乙醇酸甲酯转化率高、乙二醇选择性高、催化剂稳定性好的优点。
【技术实现步骤摘要】
—种乙醇酸甲酯加氢合成乙二醇的催化剂及制法和应用
本专利技术属于一种合成乙二醇的催化剂及制备方法和应用，具体地说涉及一种乙醇酸甲酯加氢合成乙二醇的催化剂及制法和应用。
技术介绍
乙二醇是生产聚对苯二甲酸乙二酯、润滑剂、非离子表面活性剂以及炸药等的重要原料。乙二醇还是汽车、航空等工业中的重要抗冻剂、还可用于生产特种介质和溶剂。从 2003年开始，我国乙二醇的自给率一直在30%以下，我国乙二醇处于严重供不应求的局面。目前，世界上乙二醇的生产主要采用石油路线，即采用乙烯、氧气为原料，在银催化剂、甲烷或氮气致稳剂、氯化物抑制剂存在下，乙烯直接氧化生成环氧乙烷，环氧乙烷再与水进行水合反应生成乙二醇。随着石油资源的日渐短缺，非石油化工路线的能源、化学品开发成为亟待解决的问题。我国煤炭资源丰富，其在化石资源储量中超过90%，价格最为低廉，发展以新型煤化工技术为基础的化学品合成技术路线对我国能源的合理利用，减少对石油的依赖，解决乙烯供应量的不足均具有极其重要的意义。专利CN102247847A、CN102247868A公开了草酸酯加氢合成乙二醇的催化剂和应用，但是草酸酯生产过程流程较长，原料成本较高。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种成本低廉、合成工艺简单，乙醇酸甲酯转化率高、乙二醇选择性高的乙醇酸甲酯加氢合成乙二醇的催化剂及制法和应用。本专利技术的催化剂是由主金属为Cu,助剂金属为Ni、Mn、Co的一种和载体组成,催化剂重量比组成为铜 9. 0-20. 0wt%，镍、锰或钴 I. 0-3. Owt % ;载体 78. 8-88. 5wt %。如上所述的载体为三氧化二铝、分子筛、二氧化硅、二氧化钛、氧化锆或硅藻土等。本专利技术提供的催化剂的制备方法为(O将硝酸铜和可溶性助剂金属化合物，按催化剂组成加入到去离子水中，将配置的溶液等体积浸溃于载体上；(2)负载后的载体在室温下放置2-5 h，30-60°C下干燥2-5 h，100_120°C下干燥6_12 h，再在400-600°C空气中焙烧3-6 h，将焙烧后的样品在O. 5-1. O MPa压力的H2气氛下，以 O. 5-30C /min的速率升温至400_600°C，在此温度下还原3_8 h，H2空速为3000-9000 h—1， 样品在H2气氛下降至室温后，用O2体积百分比为O. 5-2%的02/N2，在500-2000 下钝化 2-5 h，得到催化剂。如上所述的可溶性助剂金属化合物为硝酸镍、硝酸锰或硝酸钴。本专利技术制备的催化剂可应用于固定床管式反应器内。反应之前催化剂进行还原，还原条件为在O. 5-1. O MPa压力的H2气氛下，以O. 5-3°C /min的升温速率升温至 300-500°C，恒温3-8 h，H2气体空速为1500-6000 IT1 ;具体反应条件如下反应温度200 —300°C范围内，反应压力在1.0 — 3. 5 MPa，乙醇酸甲酯液体空速O. 5 — 2 h—1，H2 :乙醇酸甲酯摩尔比为10-100 lo在本专利技术所述反应条件下，乙醇酸甲酯转化率大于90%，乙二醇选择性大于90%。本专利技术与现有技术相比的优点本专利技术提供的负载型铜基催化剂生产制备方法简单、生产成本低。本专利技术催化剂应用于乙醇酸甲酯加氢合成乙醇反应条件温和，乙醇酸甲酯转化率高、乙二醇选择性高、催化剂稳定性好。反应副产物含量低。具体实施方式实施例I :分别称取硝酸铜6. 20 g、硝酸镍2. 7 g，将上述盐类加入到去离子水中，等体积浸溃于 16 g氧化错上。将浸溃溶液后的氧化错在室温下放置4 h,35°C干燥3 h,110°C干燥7 h, 500°C焙烧5 h。将所得样品在空速6000 h'压力0.5 MPa的H2气氛下以3 ml/min的升温速率升高到400°C，恒温处理4 h。样品温度降至室温后，用O2体积百分比为O. 5%的O/ N2在1800 IT1空速下钝化3 h。所得催化剂铜百分含量9. 0wt%、镍百分含量3. 0wt%、载体氧化错百分含量88. 0wt%。将上述催化剂2 ml装填于固定床管式反应器内。将催化剂在空速3500 h_\压力 O. 5 MPa的H2气氛下以2 V /min升高到450°C，在此温度下还原8 h，然后将温度降至加氢反应温度。乙醇酸甲酯加氢合成乙醇反应条件如下反应温度220°C，反应压力2. 5 MPa, 乙醇酸甲酯液体空速O. 5 ^17H2 :乙醇酸甲酯摩尔比60 :1。在如上所述反应条件下，乙醇酸甲酯转化率91. 8%，乙二醇选择性94. 5%。实施例2:分别称取硝酸铜11. 52 g、硝酸锰O. 83 g，将上述盐类加入到去离子水中，等体积浸溃于12 g二氧化硅上。将浸溃溶液后的二氧化硅在室温下放置3 h，50°C干燥5 h，110°C干燥 8 h，400°C焙烧6 h。将所得样品在空速5000 IT1、压力O. 9 MPa的H2气氛下以O. 5 ml/min 的升温速率升高到450°C，恒温处理6 h。样品温度降至室温后，用O2体积百分比为1.0%的 0/队在1500 IT1空速下钝化2 h。所得催化剂铜百分含量20. 0wt%、锰百分含量1.2wt%、载体二氧化硅百分含量78. 8wt%。将上述催化剂2 ml装填于固定床管式反应器内。将催化剂在空速4000 h_\压力 0.9 MPa的H2气氛下以2 °C/min升高到400°C，在此温度下还原3 h，然后将温度降至加氢反应温度。乙醇酸甲酯加氢合成乙醇反应条件如下反应温度260°C，反应压力I. 5 MPa, 乙醇酸甲酯液体空速2. O ^17H2 :乙醇酸甲酯摩尔比50 :1。在如上所述反应条件下，乙醇酸甲酯转化率91. 2%，乙二醇选择性94. 4%。实施例3:分别称取硝酸铜10. 80 g、硝酸钴O. 94 g，将上述盐类加入到去离子水中，等体积浸溃于16 g氧化锆上。将浸溃溶液后的氧化锆在室温下放置5 h，60°C干燥3 h，120°C干燥6 h，600°C焙烧3 h。将所得样品在空速3500 IT1、压力O. 5 MPa的H2气氛下以2 ml/min的升温速率升高到500°C，恒温处理3 h。样品温度降至室温后，用O2体积百分比为I. 5%的O/ N2在2000 IT1空速下钝化3 h。所得催化剂铜百分含量15. 0wt%、钴百分含量1.0wt%、载体氧化错百分含量84. 0wt%。将上述催化剂2 ml装填于固定床管式反应器内。将催化剂在空速3000 IT1、压力 O. 5 MPa的H2气氛下以O. 5°C /min升高到400°C，在此温度下还原3 h，然后将温度降至加氢反应温度。乙醇酸甲酯加氢合成乙醇反应条件如下反应温度210°C，反应压力2. 5 MPa, 乙醇酸甲酯液体空速I. 5 ^17H2 :乙醇酸甲酯摩尔比10 :1。在如上所述反应条件下，乙醇酸甲酯转化率94. 6%，乙二醇选择性97. 6%。实施例4:分别称取硝酸铜14. 25 g、硝酸镍I. 97 g，将上述盐类加入到去离子水中，等体积浸溃于18 g三氧化二招上。将浸溃溶液后的三氧化二招在室温下放置4 h,40°C干燥2 h, 100°C 干燥7 h，450°C焙烧4 h。将所得样品在空速6000 h本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种乙醇酸甲酯加氢合成乙二醇的催化剂，其特征在于催化剂是由主金属为Cu，助剂金属为Ni、Mn或Co的一种和载体组成，催化剂重量比组成为：铜9.0?20.0wt%，镍、锰或钴1.0?3.0wt%；载体78.8?88.5wt%。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李德宝，陈从标，贾丽涛，肖勇，
申请(专利权)人：中国科学院山西煤炭化学研究所，
类型：发明
国别省市：
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