本发明专利技术涉及一种醋酸酯加氢制备乙醇的催化剂及方法，主要解决现有技术中存在氢酯比过高、原料转化率低以及乙醇选择性差的技术问题。本发明专利技术通过采用以重量份数计包括以下组分：a)5~80份金属铜或其氧化物；b)0.05~60份助催化剂，助催化剂选自过渡金属中的至少一种元素或其氧化物；c)5~90份二氧化硅载体；其中，催化剂的比表面积为150~500米2/克，总孔容为0.1~3.0毫升/克，孔直径＜20纳米的孔容占总孔容的40~90%，孔直径20~50纳米的孔容占总孔容的5~75%，孔直径＞50纳米的孔容占总孔容的5~75%的技术方案较好解决了该问题，可用于醋酸酯加氢制乙醇的工业生产中。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及一种，主要解决现有技术中存在氢酯比过高、原料转化率低以及乙醇选择性差的技术问题。本专利技术通过采用以重量份数计包括以下组分：a)5~80份金属铜或其氧化物；b)0.05~60份助催化剂，助催化剂选自过渡金属中的至少一种元素或其氧化物；c)5~90份二氧化硅载体；其中，催化剂的比表面积为150~500米2/克，总孔容为0.1~3.0毫升/克，孔直径＜20纳米的孔容占总孔容的40~90%，孔直径20~50纳米的孔容占总孔容的5~75%，孔直径＞50纳米的孔容占总孔容的5~75%的技术方案较好解决了该问题，可用于醋酸酯加氢制乙醇的工业生产中。【专利说明】
本专利技术属于催化化学领域，特别涉及一种。
技术介绍
乙醇广泛应用于食品、医药、化工、燃料、国防等行业，作为一种十分重要的清洁燃料和汽油防爆剂组分，可大幅度降低燃烧的污染物排放。我国是全球第二大汽油生产和消费国，在高油价时代，燃料替代是保障国家能源安全和降低成本有效途径之一。研究表明，使用ElO车用乙醇汽油(乙醇10%)，辛烷值可提高3%，可减排CO 25?30%，减排CO2约10%。因此，发展乙醇汽油对改善环境、实现可持续发展具有重要意义。 伴随着纤维、涂料、黏合剂行业的发展，我国醋酸行业产能快速扩张，2010年我国累计生产冰醋酸383.80万吨，同比增长29.29%，醋酸生产明显供大于求，企业经济效益大幅下降。2011年全国聚乙烯醇产能达到87.7万吨，副产醋酸甲酯约145万吨。由于醋酸甲酯市场容量很有限Γ5万吨/年)，目前大多数企业只能通过水解、分离回收醋酸及甲醇循环使用，回收装置工艺流程复杂，投资高，能耗高。若通过醋酸酯加氢转化为乙醇和甲醇，既可能够简化现有流程、实现节能降耗，又能解决副产品出路的问题，消除PVA扩能的瓶颈，拓展醋酸/醋酸甲酯下游产品链，提高产品附加值和装置综合经济效益。因此，开发原料煤经醋酸/醋酸甲酯合成乙醇技术，对于目前醋酸和PVA行业摆脱效益差、产品供大于求的困境，发展替代燃料，保障国家能源安全，具有重大战略意义和良好发展前景。目前工业应用的Cu催化剂在加氢活性、选择性、氢酯比方面存在很大差距，难以适应醋酸行业中原料质量经常波动的要求。因此，加氢催化剂需具有低氢酯比、较好的活性及选择性，从而延长催化剂使用寿命。 CN1974510A公开了一种羧酸及其酯制备醇的方法，将贵金属钌或钯固载在二氧化锆上，用于醋酸甲酯加氢制备乙醇反应中，醋酸甲酯转化率为80%，乙醇选择性较低，仅为68%。该方法采用贵金属作为活性组分，成本较高且催化剂回收处理复杂，不利于工业化生产。 CN101934228A公开了一种醋酸酯加氢制备乙醇的催化剂及其制备方法和应用，催化剂的主催化组分为铜，添加助剂为Zn、Mn、Cr、Ca、Ba、Fe、N1、Mg几种金属氧化物中的一种或一种以上，载体为氧化铝或硅溶胶，采用沉淀法制备，所述沉淀剂为碳酸盐、氨水或尿素。所得活性母体在6(Tl20°C下干燥2?24小时，35(T500°C下焙烧2?5小时。实施示例中，该催化剂用于醋酸酯加氢制备乙醇，醋酸酯转化率为80、0%，同时所需氢/酯摩尔比较高，最低为70:1。该方法H2消耗量大，对反应设备要求较高。 CN102093162A公开了一种用醋酸酯加氢制备乙醇的方法，采用铜基催化剂，S12为载体，过渡金属或/和碱金属中至少一种为助剂，在反应温度18(T30(TC、反应压力 1.(Γ5.0MPa条件下进行醋酸酯加氢制备乙醇。所述载体来源于硅酸盐、硅溶胶、硅酸酯中至少一种。该催化剂用于醋酸甲酯加氢制备乙醇反应中，乙醇的质量选择性为57%。 CN102327774A公开了一种醋酸酯加氢制备乙醇的催化剂，催化剂化学组成:活性金属Cu占30?60% ;助剂金属为Mg、Zn、Mn、N1、Sn、Ag、Pd、镧系金属或上述金属的组合，占5^40% ;载体二氧化硅或氧化铝，占2(Γ50%。实施案例中，将该催化剂用于醋酸酯加氢反应中，原料转化率分布在7(Γ85%，乙醇选择性79、1%。 综上所述，现有技术制备的Cu催化剂应用于醋酸酯加氢制备乙醇过程中，存在氢酯比高、原料转化率及乙醇选择性低等不足之处。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题之一是现有技术中存在氢酯比过高、原料转化率低以及乙醇选择性差的技术难题，提供一种新的醋酸酯加氢制备乙醇的催化剂，该催化剂用于醋酸酯加氢制备乙醇反应中具有氢酯比低、原料转化率高及乙醇选择性高的优点。本专利技术所解决的技术问题之二是提供一种与解决技术问题之一相对应的催化剂的用途。 为解决上述技术问题之一，本专利技术采用的技术方案如下:一种醋酸酯加氢制备乙醇的催化剂，以重量份数计包括以下组分:a)5?80份金属铜或其氧化物；b)0.05飞O份助催化剂，助催化剂选自过渡金属中的至少一种元素或其氧化物；c)5?90份二氧化娃载体；其中，催化剂的比表面积为15(Γ500米2/克，总孔容为0.Γ3.0毫升/克，孔直径< 20纳米的孔容占总孔容的40?90%，孔直径20?50纳米的孔容占总孔容的5?75%，孔直径> 50纳米的孔容占总孔容的5?75%。 上述技术方案中，以重量份数计，金属铜或其氧化物的用量优选为1(Γ60份，更优选为2(Γ40份；助催化剂的用量优选为0.Γ40份，更优选为0.5^25份；二氧化硅载体的用量优选为30?80份，更优选为40?70份。 上述技术方案中，催化剂的比表面积优选为30(Γ500米2/克，总孔容优选为0.7?1.5毫升/克，孔直径< 20纳米的孔容优选占总孔容的45?85%，孔直径20?50纳米的孔容优选占总孔容的5飞0%，孔直径> 50纳米的孔容优选占总孔容的5?40%。催化剂的比表面积更优选为40(Γ500米2/克，总孔容更优选为0.7^1.2毫升/克，孔直径< 20纳米的孔容更优选为占总孔容的55?80%，孔直径20?50纳米的孔容更优选为占总孔容的10?30%，孔直径> 50纳米的孔容更优选为占总孔容的5?20%。 上述技术方案中，助催化剂优选为选自钛、锰、铁、钴、镍、锌、锆、钥、镧或铈中的至少一种，更优选为选自钛、锰、镍、锌、锆、钥、镧或铈中的至少一种；二氧化硅载体的前驱体优选为选自硅溶胶、白炭黑中的至少一种。 为解决上述技术问题之二，本专利技术采用的技术方案如下:一种醋酸酯加氢制备乙醇的方法，其特征在于以醋酸酯和氢气为原料，在反应温度为15(T350°C，反应压力为 0.5?6.0 MPa，氢/酯摩尔比为2: f 40:1，空速为0.2?2.0小时―1的条件下，原料与催化剂接触反应，使原料中的醋酸酯加氢转化成乙醇，所用的催化剂以重量份数计包括以下组分: a)5?80份金属铜或其氧化物；b) 0.05飞O份助催化剂，助催化剂选自过渡金属中的至少一种元素或其氧化物；c) 5^90份二氧化硅载体；其中，催化剂的比表面积为15(Γ500米2/克，总孔容为0.Γ3.0毫升/克，孔直径< 20纳米的孔容占总孔容的40?90%，孔直径20?50纳米的孔容占总孔容的5?75%，孔直径> 50纳米的孔容占总孔容的5?75%。 上本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种醋酸酯加氢制备乙醇的催化剂，以重量份数计包括以下组分：a) 5~80份金属铜或其氧化物；b) 0.05~60份助催化剂，助催化剂选自过渡金属中的至少一种元素或其氧化物；c) 5~90份二氧化硅载体；其中，催化剂的比表面积为150~500米2/克，总孔容为0.1~3.0毫升/克，孔直径＜20纳米的孔容占总孔容的40~90%，孔直径20~50纳米的孔容占总孔容的5~75%，孔直径＞50纳米的孔容占总孔容的5~75%。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：刘仲能，涂云宝，徐晓清，江兴华，李则俊，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司上海石油化工研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11
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