【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及加氫催化劑，尤其涉及一種加氫催化劑及其制備方法和應(yīng)用。
技術(shù)介紹
1、1,3-丁二醇，簡稱1,3-bdo，為無色粘稠液體，具有較好的水溶性，易溶于乙醇、丙酮等有機溶劑，幾乎不溶于脂肪烴、芳烴和四氯化碳。1,3-丁二醇含有兩個羥基，其化學(xué)性質(zhì)活潑，且具有毒性較小、吸濕性好、無臭等優(yōu)點，在化工、醫(yī)藥、化妝品等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。
2、目前關(guān)于生產(chǎn)1,3-丁二醇的合成研究，主要有兩種工藝：生物合成法和化學(xué)合成法。生物合成法雖然綠色安全且排放少，但其產(chǎn)量低，難以工業(yè)化生產(chǎn)；化學(xué)合成法目前主流工藝是乙醛在堿性條件下，發(fā)生縮合反應(yīng)得到3-羥基丁醛，繼續(xù)加氫得到1,3-丁二醇。
3、公開號為cn109422624a的中國專利和公開號為cn109422635a的中國專利公開了在固定床反應(yīng)器中對3-羥基丁醛進行加氫反應(yīng)制備1,3-丁二醇的方法，使用的催化劑為負載鎳催化劑，乙醛縮合反應(yīng)使用的為固體堿催化劑，得到的粗品中有10～20％的乙醛通過閃蒸罐進行回收循環(huán)使用，加氫后1,3-丁二醇的收率為83％，乙醛轉(zhuǎn)化率為98％。
4、公開號為cn111744486a的中國專利公開了一種負載型催化劑的制備方法和1,3-丁二醇的制備方法，原料3-羥基丁醛溶液的濃度為20～30％，加氫后3-?羥基丁醛的轉(zhuǎn)化率為90～100％，選擇性為90～99.2％。
5、公開號為cn111574325a的中國專利公開了一種高選擇性制備1,3-丁二醇的方法和系統(tǒng)，催化劑為粉末雷尼鎳催化劑，采用兩級或多級釜式串聯(lián)的方式生產(chǎn)1
6、在現(xiàn)有生產(chǎn)技術(shù)方案中，普遍采用首先將乙醛進行縮合反應(yīng)以得到3-羥基丁醛，然后3-羥基丁醛再經(jīng)過加氫反應(yīng)以得到1,3-丁二醇。現(xiàn)有技術(shù)中，乙醛進行縮合反應(yīng)后乙醛的回收會增加生產(chǎn)能耗，加氫反應(yīng)一般在釜式反應(yīng)器或者固定床反應(yīng)器中進行，釜式反應(yīng)器中一般采用粉末雷尼鎳或粉末負載鎳催化劑，但是釜式反應(yīng)器中進行的加氫反應(yīng)需要不斷補加新鮮催化劑保持反應(yīng)活性，從而增加了生產(chǎn)安全風(fēng)險，同時產(chǎn)品需要與催化劑進行過濾分離，操作復(fù)雜，增加人力成本。固定床反應(yīng)器中使用的催化劑一般為負載鎳催化劑，但其活性組分負載鎳較低；因此，有必要開發(fā)一種加氫催化劑及其制備方法和應(yīng)用以解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)的目的在于提供一種加氫催化劑及其制備方法和應(yīng)用，本專利技術(shù)的加氫催化劑解決了現(xiàn)有技術(shù)中加氫催化劑的鎳負載量較低的問題，同時所述加氫催化劑使得3-羥基丁醛混合溶液的加氫反應(yīng)具有良好的加氫效果。
2、為實現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)的所述加氫催化劑應(yīng)用于3-羥基丁醛混合溶液的加氫反應(yīng)，所述加氫催化劑包括鎳、銅和氧化鋁；
3、以占所述加氫催化劑的質(zhì)量百分比計，所述鎳的含量為30～60％，所述銅的含量為3～10％，所述氧化鋁的含量為30～60％；
4、所述加氫催化劑的比表面積為100～260平方米/克，孔容為0.3～0.5立方厘米?/克，堆密度為0.6～1.0克/立方厘米。
5、本專利技術(shù)的所述加氫催化劑的有益效果在于：所述加氫催化劑包括鎳、銅和氧化鋁，不含貴金屬鈀和釕，降低了成本。以占所述加氫催化劑的質(zhì)量百分比計，所述鎳的含量為30～60％，所述銅的含量為3～10％，所述氧化鋁的含量為?30～60％；所述加氫催化劑的比表面積為100～260平方米/克，孔容為0.3～0.5立方厘米/克，堆密度為0.6～1.0克/立方厘米。通過合理設(shè)計鎳、銅和氧化鋁的含量，配合合理的堆密度、比表面積和孔容，使得所述加氫催化劑的鎳負載量較高。因此本專利技術(shù)解決了現(xiàn)有技術(shù)中加氫催化劑的鎳負載量較低的問題，同時所述加氫催化劑使得3-羥基丁醛混合溶液的加氫反應(yīng)具有良好的加氫效果。
6、可選的，所述3-羥基丁醛混合溶液包括3-羥基丁醛，以占所述3-羥基丁醛混合溶液的重量百分比計，所述3-羥基丁醛的含量為60～80％。其有益效果在于：所述加氫催化劑對于所述3-羥基丁醛混合溶液中含量較高的3-羥基丁醛的加氫反應(yīng)具有較好的加氫效果。
7、本專利技術(shù)的另一目的是為了提供一種加氫催化劑的制備方法，包括以下步驟：
8、s1：提供含銅和鎳的混合溶液、堿性鹽水溶液和鋁源漿液，使用所述堿性鹽水溶液作為沉淀劑對所述混合溶液進行共沉淀處理以得到鎳銅源漿液；
9、s2：將所述鎳銅源漿液和所述鋁源漿液混合以得到混合漿液；
10、s3：在30～60攝氏度下對所述混合漿液進行30～90分鐘的第一老化處理，得到ph值為9～10的老化漿液；
11、s4：對所述老化漿液進行過濾洗滌處理直至濾液中堿性鹽的陽離子的含量小于1％，然后對得到的過濾產(chǎn)物進行干燥以去除游離水，得到干燥粉體；
12、s5：使用賦形劑對所述干燥粉體進行成型處理后，對得到的成型產(chǎn)物進行烘干處理去除游離水和所述賦形劑，得到所述加氫催化劑；
13、所述步驟s1中：
14、以鎳氧化物計，每升所述混合溶液含有38～76克所述鎳氧化物；
15、以銅氧化物計，每升所述混合溶液含有3.8～12.5克所述銅氧化物；
16、每升所述堿性鹽水溶液中含有70～200克酸根離子，所述混合溶液與所述堿性鹽水溶液的體積比為1:1～5:1；
17、所述鎳銅源漿液和所述鋁源漿液的體積比為1:1～5:1。
18、本專利技術(shù)的所述加氫催化劑的制備方法的有益效果在于：所述步驟s1中，控制以鎳氧化物計，每升所述混合溶液含有38～76克所述鎳氧化物，以銅氧化物計，每升所述混合溶液含有3.8～12.5克所述銅氧化物，每升所述堿性鹽水溶液中含有70～200克酸根離子，所述混合溶液與所述堿性鹽水溶液的體積比為?1:1～5:1；以及所述鎳銅源漿液和所述鋁源漿液的體積比為1:1～5:1，結(jié)合所述步驟s3中控制在30～60攝氏度下對所述混合漿液進行30～90分鐘的第一老化處理，有利于通過控制所述鎳銅源漿液和所述鋁源漿液的交互作用來調(diào)控得到的加氫催化劑中的晶粒大小，使得所述加氫催化劑的鎳負載量較高，進而確保加氫催化劑具有較高的加氫活性來實現(xiàn)所述3-羥基丁醛混合溶液的加氫反應(yīng)具有較好的加氫效果。因此本專利技術(shù)解決了現(xiàn)有技術(shù)中加氫催化劑的鎳負載量較低的問題。
19、可選的，所述堿性鹽水溶液的ph值為11～13。
20、可選的，所述混合溶液由鎳化合物和銅化合物溶解于水中配制而成，所述鎳化合物為硝酸鎳，所述銅化合物為硝酸銅，所述堿性鹽水溶液為碳酸鈉水溶液和碳酸氫鈉水溶液的任意一種，所述酸根離子為碳酸根離子。
21、可選的，所述步驟s1中，使用所述堿性鹽水溶液作為沉淀劑對所述混合溶液進行共沉淀處理以得到鎳銅源漿液的步驟包括：將所述混合溶液與所述堿性鹽水溶液并流混合，所述并流混合進行的過程中以不低于250rpm的攪拌速率對經(jīng)所述并流混合得到的混合液進行中和溫度為30～60攝氏度，中和時間為30～90?分鐘的中和處理，所述中和處理使用去離子本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
1.一種加氫催化劑，其特征在于，應(yīng)用于3-羥基丁醛混合溶液的加氫反應(yīng)，所述加氫催化劑包括鎳、銅和氧化鋁；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加氫催化劑，其特征在于，所述3-羥基丁醛混合溶液包括3-羥基丁醛，以占所述3-羥基丁醛混合溶液的重量百分比計，所述3-羥基丁醛的含量為60～80％。
3.一種如權(quán)利要求1～2任一項所述的加氫催化劑的制備方法，包括以下步驟：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的加氫催化劑的制備方法，其特征在于，所述堿性鹽水溶液的pH值為11～13。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的加氫催化劑的制備方法，其特征在于，所述混合溶液由鎳化合物和銅化合物溶解于水中配制而成，所述鎳化合物為硝酸鎳，所述銅化合物為硝酸銅，所述堿性鹽水溶液為碳酸鈉水溶液和碳酸氫鈉水溶液的任意一種，所述酸根離子為碳酸根離子。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的加氫催化劑的制備方法，其特征在于，所述步驟S1中，使用所述堿性鹽水溶液作為沉淀劑對所述混合溶液進行共沉淀處理以得到鎳銅源漿液的步驟包括：
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的加氫催化劑的制備方法，其特征在于，將所述混合
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的加氫催化劑的制備方法，其特征在于，所述步驟S1中，所述鋁源漿液的制備方法包括：
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的加氫催化劑的制備方法，其特征在于，所述含二氧化碳的混合氣體的體積流量為1～8標立米/小時，二氧化碳占所述含二氧化碳的混合氣體的體積百分比為20～80％，所述鋁酸鹽水溶液濃度以氧化鋁計，每升所述鋁酸鹽水溶液含30～100克所述氧化鋁。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的加氫催化劑的制備方法，其特征在于，所述成膠反應(yīng)和所述第三老化處理的溫度均為30～65攝氏度，所述成膠反應(yīng)的時間和所述第三老化處理的時間之和小于90分鐘，所述第三老化處理的時間為20～40分鐘。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的加氫催化劑的制備方法，其特征在于，所述鋁酸鹽水溶液由偏鋁酸鈉和鋁酸鈉的任意一種配制而成，所述鋁源漿液為擬薄水鋁石漿液。
12.根據(jù)權(quán)利要求3所述的加氫催化劑的制備方法，其特征在于，所述步驟S5中，所述賦形劑由硝酸、水和田菁粉組成，所述烘干處理包括去除所述成型產(chǎn)物的游離水后，對得到的產(chǎn)物在300～700攝氏度下焙燒3～6小時。
13.一種如權(quán)利要求1～2任一項所述的加氫催化劑的應(yīng)用，其特征在于，對所述加氫催化劑在380～450攝氏度下進行氫氣還原6～16小時后以得到還原加氫催化劑，將所述還原加氫催化劑和3-羥基丁醛混合溶液裝填于固定床反應(yīng)器以進行加氫反應(yīng)，所述加氫反應(yīng)的壓力為3～8兆帕，所述加氫反應(yīng)的溫度為50～100攝氏度，所述3-羥基丁醛混合溶液的體積空速為2～5小時-1。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的加氫催化劑的應(yīng)用，其特征在于，所述3-羥基丁醛混合溶液的制備步驟包括：乙醛在堿性催化劑的作用下發(fā)生縮合反應(yīng)以得到縮合液，所述縮合液在50～80攝氏度下進行1～3小時的攪拌熱處理以得到所述3-羥基丁醛混合溶液。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的加氫催化劑的應(yīng)用，其特征在于，所述縮合液包括乙醛、丁烯醛和3-羥基丁醛，以占所述縮合液的重量百分比計，所述乙醛的含量為5～10％，所述丁烯醛的含量為0.5～3％，所述3-羥基丁醛的含量60～80％。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種加氫催化劑，其特征在于，應(yīng)用于3-羥基丁醛混合溶液的加氫反應(yīng)，所述加氫催化劑包括鎳、銅和氧化鋁；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加氫催化劑，其特征在于，所述3-羥基丁醛混合溶液包括3-羥基丁醛，以占所述3-羥基丁醛混合溶液的重量百分比計，所述3-羥基丁醛的含量為60～80％。
3.一種如權(quán)利要求1～2任一項所述的加氫催化劑的制備方法，包括以下步驟：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的加氫催化劑的制備方法，其特征在于，所述堿性鹽水溶液的ph值為11～13。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的加氫催化劑的制備方法，其特征在于，所述混合溶液由鎳化合物和銅化合物溶解于水中配制而成，所述鎳化合物為硝酸鎳，所述銅化合物為硝酸銅，所述堿性鹽水溶液為碳酸鈉水溶液和碳酸氫鈉水溶液的任意一種，所述酸根離子為碳酸根離子。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的加氫催化劑的制備方法，其特征在于，所述步驟s1中，使用所述堿性鹽水溶液作為沉淀劑對所述混合溶液進行共沉淀處理以得到鎳銅源漿液的步驟包括：
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的加氫催化劑的制備方法，其特征在于，將所述混合溶液與所述堿性鹽水溶液并流混合的步驟包括：
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的加氫催化劑的制備方法，其特征在于，所述步驟s1中，所述鋁源漿液的制備方法包括：
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的加氫催化劑的制備方法，其特征在于，所述含二氧化碳的混合氣體的體積流量為1～8標立米/小時，二氧化碳占所述含二氧化碳的混合氣體的體積百分比為20～80％，所述鋁酸鹽水溶液濃度以氧化鋁計，每升所述鋁酸鹽水溶液含30～100克所述氧化鋁。
10.根據(jù)...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：王林敏，鄭云弟，沈志紅，馬江峰，國海光，孫兵，
申請(專利權(quán))人：上海迅凱新材料科技有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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