一种非晶态具有液相加氢功能的催化剂及其制备方法和糠醛液相加氢制糠醇的方法技术

本发明专利技术涉及催化剂领域，公开了一种非晶态具有液相加氢功能的催化剂及其制备方法和糠醛液相加氢制糠醇的方法，该催化剂含有载体和负载在该载体上的铜组分、铬组分和硼组分。本发明专利技术还提供了上述催化剂的制备方法，该方法包括以下步骤：(1)将水溶性铜盐、水溶性铬盐和载体在水中混合，并将得到的混合物依次进行干燥和焙烧，得到前驱体；(2)在惰性气氛下，将前驱体与还原剂溶液接触；其中，所述还原剂为硼氢化物。本发明专利技术还提供了糠醛液相加氢制糠醇的方法。将本发明专利技术提供的催化剂用于糠醛液相加氢制糠醇的过程，催化活性和选择性明显提高。

Amorphous catalyst with liquid phase hydrogenation function and preparation method and furfural hydrogenation to furfuryl alcohol

The present invention relates to the field of catalyst, and discloses a catalyst with a liquid phase hydrogenation function in amorphous state and a preparation method and a method of hydrogenation of furfural to furfuryl alcohol. The catalyst contains a carrier and a copper component, a chromium component and a boron component on the carrier and loaded on the carrier. The invention also provides a preparation method of the catalyst. The method comprises the following steps: (1) mixing water soluble copper salt, water-soluble chromium salt and carrier in water, and drying and roasting the obtained mixture in order to obtain the precursor; (2) the precursor is exposed to the reducing agent solution in an inert atmosphere; among them, The reductant is borohydride. The invention also provides a method for hydrogenation of furfural to furfuryl alcohol. The catalyst provided by the invention is used for hydrogenation of furfural to prepare furfuryl alcohol, and the catalytic activity and selectivity are obviously improved.

【技术实现步骤摘要】
一种非晶态具有液相加氢功能的催化剂及其制备方法和糠醛液相加氢制糠醇的方法
本专利技术涉及糠醇生产领域，具体地，涉及一种非晶态具有液相加氢功能的催化剂，制备具有液相加氢功能的催化剂的方法，以及由该方法制得的催化剂，和糠醛液相加氢制糠醇的方法。
技术介绍
糠醇又名呋喃甲醇(C4H3OCH2OH)，无色或浅黄色较易流动的液体，具有特殊的苦辣气味，暴露于阳光和空气中变成棕色或深红色。糠醇是重要的精细化工原料，广泛用于合成各种性能的呋喃树脂(如呋喃树脂、呋喃酷酵树脂、呋喃沥青胶泥等)、耐寒增塑剂、添加剂、火箭燃料等，还用于合成纤维、橡胶和铸造工业，以及药物和乙酰丙酸等精细化学品的合成。目前糠醇的生产工艺可分为液相加氢工艺和气相加氢工艺两种。我国是生产糠醇的大国，主要以是糠醛液相加氢制糠醇为主。具有液相加氢功能的催化剂主要分为铜铬系和铜硅系两类，二者相比，前者活性和选择性均较好，分离较容易，但价格较高，导致两种催化剂在生产中的总使用量基本持平。CN1404922A报道了添加金属镍Cu-Cr催化剂，采用共沉淀法制备，在反应的温度为180-200℃、反应的压力3.5-5.0MPa加氢条件下，糠醛转化率大于99.2％，糠醇选择性大于96％。CN1398670A和CN1562477A分别公开了添加第Ⅷ族贵金属Pt和Pd的Cu-Cr催化剂，催化剂制备方法为共沉淀法，虽然这两种催化剂活性较好，但价格昂贵。传统共沉淀、浸渍或者机械混合制备的催化剂，存在着催化剂活性低、糠醇选择性差、催化剂使用寿命短的弊病，因此改变催化剂的制备工艺，获得催化活性高、选择性良好且使用寿命长的新型糠醛液相加氢制糠醇催化剂，是糠醛加氢制备糠醇工业面临的急需解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有的糠醛液相加氢制糠醇催化剂存在的上述缺陷，提供了一种非晶态具有液相加氢功能的催化剂，具有液相加氢功能的催化剂的制备方法，以及由该方法制得的催化剂，和糠醛液相加氢制糠醇的方法。将本专利技术提供的催化剂用于糠醛液相加氢制糠醇的过程，催化活性和选择性明显提高。为了实现上述目的，第一方面，本专利技术提供了一种非晶态糠醛液相加氢制糠醇催化剂，其特征在于，该催化剂含有载体和负载在该载体上的铜组分、铬组分和硼组分。第二方面，本专利技术还提供了一种制备非晶态糠醛液相加氢制糠醇催化剂的方法，该方法包括以下步骤：(1)将水溶性铜盐、水溶性铬盐和载体在水中混合，并将得到的混合物依次进行干燥和焙烧，得到前驱体；(2)在惰性气氛下，将前驱体与还原剂溶液接触；其中，所述还原剂为硼氢化物，优选为硼氢化钠和/或硼氢化钾。第三方面，本专利技术还提供了由上述方法制备得到的非晶态糠醛液相加氢制糠醇催化剂。第四方面，本专利技术还提供了一种糠醛液相加氢制糠醇的方法，其中，该方法包括：在糠醛液相加氢制糠醇反应的条件下，将上述催化剂与糠醛接触。本专利技术的专利技术人通过对传统的催化剂制备工艺进行改变，制备出了一种非晶态负载型催化剂用于糠醛液相加氢制糠醇反应。新型的非晶态负载催化剂具有无定型结构，其表面具有很高的活化能，表现出特殊的化学性质，其组成和电子性质都是连续可调的。这样就为其作为催化剂提供了良好的前提条件，并且从晶体的角度来看，非晶态负载型催化剂不存在晶体结构，因此没有通常在晶体中才会存在的晶界、偏析和位错等，在物质结构和化学性质方面保持了高度的均匀性，可以在糠醛液相加氢制糠醇反应中表现出优异的催化活性。本专利技术的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。具体实施方式以下对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。第一方面，本专利技术提供了一种非晶态具有液相加氢功能的催化剂，其中，该催化剂含有载体和负载在该载体上的铜组分、铬组分和硼组分。根据本专利技术，以金属元素计，所述铜组分与铬组分的摩尔比可以为3.2-6：1，优选为4-5：1；以硼元素计的所述硼组分与以金属元素计的所述铜组分和铬组分的含量之和的摩尔比可以为2-6：1，优选为2-4：1；以金属元素计的所述铜组分与所述载体的摩尔可以比为2-6：1，优选为3-4：1。根据本专利技术，本专利技术对所述铜组分的形式没有特别的限定，只要含有铜元素即可，例如，所述铜组分可以以氧化铜和/或铜单体的形式存在。根据本专利技术，本专利技术对所述铬组分的形式没有特别的限定，只要含有铬元素即可，例如，所述铬组分可以以氧化铬和/或铬单体的形式存在。在本专利技术中，本专利技术对所述硼组分的形式没有特别的限定，只要含有硼元素即可。根据本专利技术，所述载体可以为本领域常规使用的用于负载型催化剂的载体，例如，所述载体可以选自二氧化硅载体、氧化铝载体和活性炭载体中的至少一种，优选为二氧化硅载体和/或氧化铝载体。在本专利技术中，所述载体的粒径可以为40-120目，比表面积可以为100-600m2/g，孔体积可以为0.1-2mL/g。根据本专利技术，所述催化剂的比表面积可以为100-600m2/g，孔体积可以为0.1-2mL/g。第二方面，本专利技术还提供了一种制备非晶态具有液相加氢功能的催化剂的方法，该方法包括以下步骤：(1)将水溶性铜盐、水溶性铬盐和载体在水中混合，并将得到的混合物依次进行干燥和焙烧，得到前驱体；(2)在惰性气氛下，将前驱体与还原剂溶液接触；其中，所述还原剂为硼氢化物，优选为硼氢化钠和/或硼氢化钾。根据本专利技术，在步骤(1)中，以金属元素计，所述水溶性铜盐与所述水溶性铬盐的用量的摩尔比可以为3.2-6：1，优选为4-5：1；以金属元素计的所述水溶性铜盐与所述载体的用量的摩尔比可以为2-6：1，优选为3-4：1。根据本专利技术，在步骤(1)中，本专利技术对所述水溶性铜盐的种类没有特别的限定，可以为本领域的常规选择，例如，所述水溶性铜盐可以选自硝酸铜、氯化铜和醋酸铜中的至少一种；优选为硝酸铜。根据本专利技术，在步骤(1)中，本专利技术对所述水溶性铬盐的种类没有特别的限定，可以为本领域的常规选择，例如，所述水溶性铬盐可以选自硝酸铬、氯化铬和醋酸铬中的至少一种；优选为硝酸铬。根据本专利技术，在步骤(1)中，所述载体可以为本领域的常规选择，例如，所述载体可以选自二氧化硅载体、氧化铝载体和活性炭载体中的至少一种，优选为二氧化硅载体和/或氧化铝载体；更优选地，所述载体的粒径为40-120目，比表面积为100-600m2/g，孔体积为0.1-2mL/g。在本专利技术中，在步骤(1)中，对所述水溶性铜盐、水溶性铬盐和载体的加入顺序没有特别的限定，可以以任意顺序进行混合。在优选的情况下，将水溶性铜盐和水溶性铬盐溶于水后，再与载体混合。在本专利技术中，在步骤(1)中，所述混合的过程可以在搅拌的条件下进行。本专利技术对搅拌的条件和方式均没有特别的限定，只要可以使水溶性铜盐、水溶性铬盐和载体混合均匀即可，例如，所述搅拌的方式可以为磁力搅拌和/或机械搅拌。优选地，所述搅拌的条件可以包括：搅拌的速度为50-150rpm，搅拌的时本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种非晶态具有液相加氢功能的催化剂，其特征在于，该催化剂含有载体和负载在该载体上的铜组分、铬组分和硼组分。

【技术特征摘要】
1.一种非晶态具有液相加氢功能的催化剂，其特征在于，该催化剂含有载体和负载在该载体上的铜组分、铬组分和硼组分。2.根据权利要求1所述的催化剂，其中，以金属元素计，所述铜组分与铬组分的摩尔比为3.2-6：1，优选为4-5：1；以硼元素计的所述硼组分与以金属元素计的所述铜组分和铬组分的含量之和的摩尔比为2-6：1，优选为2-4：1；以金属元素计的所述铜组分与所述载体的摩尔比为2-6：1，优选为3-4：1。3.根据权利要求1或2所述的催化剂，其中，所述载体选自二氧化硅载体、氧化铝载体和活性炭载体中的至少一种，优选为二氧化硅载体和/或氧化铝载体；优选地，所述载体的粒径为40-120目，比表面积为100-600m2/g，孔体积为0.1-2mL/g。4.根据权利要求1-3中任意一项所述的催化剂，其中，所述催化剂的比表面积为100-600m2/g，孔体积为0.1-2mL/g。5.一种制备非晶态具有液相加氢功能的催化剂的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：(1)将水溶性铜盐、水溶性铬盐和载体在水中混合，并将得到的混合物依次进行干燥和焙烧，得到前驱体；(2)在惰性气氛下，将前驱体与还原剂溶液接触；其中，所述还原剂为硼氢化物，优选为硼氢化钠和/或硼氢化钾。6.根据权利要求5所述的方法，其中，在步骤(1)中，以金属元素计，所述水溶性铜盐与所述水溶性铬盐的用量的摩尔比为3.2-6：1，优选为4-5：1；以金属元素计的所述水溶性铜盐与所述载体的用量的摩尔比为2-6：1，优选为3-4：1。7.根据权利要求5或6所述的方法，其中，在步骤(1)中，所述水溶性铜盐选自硝酸铜、氯化铜和醋酸铜中的至少一种；所述水溶性铬盐选自硝酸铬、氯化铬和醋酸铬中的至少一种；所述载...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱跃辉，冯海强，高继东，赵开径，
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北京化工研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11