A nickel sulfide-based catalyst supported on activated carbon for methanol vapor carbonylation to methyl acetate and its preparation and application. The catalyst consists of a main catalyst and a support. The active component of the main catalyst is nickel sulfide, and the support is one or two of coconut shell activated carbon or apricot shell activated carbon. The invention provides a nickel sulfide-based catalyst supported on activated carbon for methanol vapor phase carbonylation to methyl acetate, which is composed of nickel sulfide as the main active component and one or two coconut shell activated carbon or apricot shell activated carbon as carriers. The catalyst is used in a fixed-bed reactor. Under certain temperature and pressure, CH3OH and CO can be converted into methyl acetate with high activity and selectivity.
【技术实现步骤摘要】
用于甲醇气相羰基化制乙酸甲酯的催化剂及其制备与应用
本专利技术属于化工催化剂
,具体涉及一种用于甲醇气相羰基化制乙酸甲酯的催化剂及其制备与应用,用于甲醇气相羰基化制乙酸甲酯的反应。该催化剂用于在固定床反应器中,碘甲烷为助催化剂,在一定的温度和压力以及本催化剂作用下,CH3OH和CO可高活性、高选择性地转化为乙酸甲酯。
技术介绍
乙酸甲酯在国际上逐渐代替丙酮、丁酮、乙酸乙酯、环戊烷等。因为它不属于限制使用的有机污染物排放,可以达到涂料、油墨、树脂、胶粘剂厂新的环保标准。乙酸甲酯加氢合成乙醇也是目前煤制乙醇的主要途径之一。传统的方法是通过醋酸与甲醇以浓硫酸为催化剂酯化,再用氯化钙脱水,碳酸钠中和,分馏得到醋酸甲酯成品,但工艺复杂,且需要使用浓硫酸。第二种方法是利用甲醇羰基化制乙酸的技术,通过调变催化剂的组成和工艺,在固定床中一次性得到高活性、高选择性和高稳定性的醋酸甲酯,但都需要使用贵金属催化剂铱或者铑。因此,探索高活性、高选择性非贵金属催化剂对于甲醇羰基化制乙酸甲酯具有划时代的意义,也引起了许多科研工作者得注意。近年来,有报道活性炭负载硫化钼基催化剂非贵金属非碘体系下高选择性催化甲醇气相羰基化,但是活性低,失活快,不稳定;二甲醚在H-MOR分子筛催化剂上经羰基化合成醋酸甲酯也引起了人们的关注,但分子筛容易积碳失活,且时空收率很低。再有学者报道活性炭负载的Ni基催化剂对甲醇气相羰基化也表现出了不错的活性,但痛点依然是催化剂不稳定。因此,基于目前甲醇羰基化合成乙酸甲酯的发展趋势,结合传统甲醇羰基化的特点和优势,我们专利技术了活性炭负载硫化镍基催化剂为主要催 ...
【技术保护点】
1.用于甲醇气相羰基化制乙酸甲酯的催化剂:活性炭负载的硫化镍基催化剂,其特征在于:所述的催化剂包括主催化剂和载体两部分组成:主催化剂的成分为镍的硫化物中的一种或两种以上;载体活性炭为椰壳炭或杏壳炭中的一种或二种;镍占催化剂总质量的0.5~10.0wt%,优选占比1~8wt%,最佳占比1~5wt%;硫与镍的摩尔比为4~0.5:1。
【技术特征摘要】
1.用于甲醇气相羰基化制乙酸甲酯的催化剂:活性炭负载的硫化镍基催化剂,其特征在于:所述的催化剂包括主催化剂和载体两部分组成:主催化剂的成分为镍的硫化物中的一种或两种以上;载体活性炭为椰壳炭或杏壳炭中的一种或二种;镍占催化剂总质量的0.5~10.0wt%,优选占比1~8wt%,最佳占比1~5wt%;硫与镍的摩尔比为4~0.5:1。2.根据权利要求1所述的硫化镍基催化剂,其特征在于:所述的载体为椰壳活性炭或杏壳活性炭中的一种,椰壳炭的比表面积为500~1100m2/g,椰壳炭的优选比表面积为550~900m2/g,椰壳炭的平均孔径为1~200nm,椰壳炭的优选平均孔径为1~100nm;杏壳炭的比表面积为600~1200m2/g,杏壳炭的优选比表面积为650~1000m2/g,杏壳炭的平均孔径为1~200nm,杏壳炭的优选平均孔径为1~100nm。3.根据权利要求1所述的活性炭负载的硫化镍基催化剂的制备,其特征在于:先制备活性炭负载的Ni催化剂,再用硫源硫化;活性炭负载的Ni催化剂的制备过程为:将Ni源溶解于水、乙醇或丙酮中的一种或二种溶剂中,得到Ni的前驱体溶液再浸渍于载体活性炭上,浸渍2~4h,再在60~120℃下烘干6~12h,在氦气、氩气等惰性气体保护下250~500℃焙烧1~6h;硫化的一种方式之一为气相硫化:将制备活性炭负载的Ni基催化剂在管式炉中用H2先还原,再切换H2S硫化;或者将制备活性炭负载的Ni基催化剂在管式炉中直接用H2和H2S的混合气还原硫化,H2S的体积含量为1~20%,优选5~10%;还原和硫化的温度为200~600℃,优选250~450℃,时间为1~12h,优选1~6h;或,硫化的方式之二为液相硫化:先制备含有硫源的前驱体溶液,所述的硫源为硫化氢、硫化铵、硫化钠、硫化钾、硫脲或硫...
【专利技术属性】
技术研发人员:丁云杰,冯四全,宋宪根,
申请(专利权)人:中国科学院大连化学物理研究所,
类型:发明
国别省市:辽宁,21
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