An iridium-based catalyst containing iron and nickel sulfide supported on activated carbon and its preparation and application. The catalyst consists of three parts: main catalyst, co-catalyst and support. The main active component of the catalyst is iridium soluble compound. The co-catalyst is one or more sulfides containing iron and nickel, and the support is one or two of coconut shell activated carbon or apricot shell activated carbon. Iridium-based catalysts containing iron and nickel sulfide for the vapor phase carbonylation of methanol to methyl acetate. 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】
活性炭负载的含硫化铁镍的铱基催化剂及其制备与应用
本专利技术属于化工催化剂
,具体涉及一种活性炭负载的含硫化铁镍的铱基催化剂及其制备与应用。
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。其制备方法主要有(1)醋酸与甲醇以硫酸为催化剂直接进行酯化反应生成醋酸甲酯粗制品,再用氯化钙脱水,碳酸钠中和,分馏得到醋酸甲酯成品。(2)二甲醚在H-MOR分子筛催化剂上经羰基化合成,但分子筛容易积碳失活,且时空收率很低。(3)甲醇羰基化制备乙酸时,乙酸甲酯作为副产物存在,但选择性较低,分离成本高。所以目前工业可行的乙酸甲酯合成路线绝大本分要经过乙酸这一中间步骤。目前,乙酸的工业化生产中甲醇羰基化工艺占主导地位,目前采用该工艺的乙酸生产装置的生产能力已占乙酸总生产能力的94%。在过去50年里,甲醇羰基化生产乙酸的工业化过程大致经历了三个发展阶段:第一阶段:BSAF公司1960年利用钴催化剂在较高的反应温度和压力下(250℃,60MPa)首先实现了用甲醇羰基化法生产乙酸的工业化生产。该方法生产的乙酸纯度不高,主要副产物是高级醇、高级醛和高级羧酸,产物分离成本较高。第二阶段:Monsanto公司开发了活性和选择性更高的铑-碘化物(RhI3)催化体系。反应的温度和压力也比较低(175℃左右,3.0MPa),乙酸以甲醇为基准的选择率在99%以上,以CO为基准的选择率也达到了90%以上。装置耐腐蚀要求很高,需要全锆合金反 ...
【技术保护点】
1.一种活性炭负载的含硫化铁镍的铱基催化剂,其特征在于:所述的催化剂包括主催化剂、硫、助催化剂、以及载体:主催化剂为铱的硫化物中的一种或二种以上,助催化剂为铁和/或镍的硫化物为硫化铁,硫化亚铁,二硫化亚铁,硫化镍等含硫化合物中的一种或两种以上;载体为椰壳炭或杏壳炭中的一种或二种以上;铱占催化剂总质量的0.01~5.0wt%,优选占比0.1~5.0wt%,最佳占比0.5~4.0wt%;助催化剂Fe和/或Ni为催化剂总质量的0.1~30.0wt%,优选占比0.1~15wt%,最佳占比0.5~5wt%,铱的硫化物中硫和铱的原子比例为0.5~6:1,助催化剂中硫和Fe和/或Ni的原子比例为0.5~6:1。
【技术特征摘要】
1.一种活性炭负载的含硫化铁镍的铱基催化剂,其特征在于:所述的催化剂包括主催化剂、硫、助催化剂、以及载体:主催化剂为铱的硫化物中的一种或二种以上,助催化剂为铁和/或镍的硫化物为硫化铁,硫化亚铁,二硫化亚铁,硫化镍等含硫化合物中的一种或两种以上;载体为椰壳炭或杏壳炭中的一种或二种以上;铱占催化剂总质量的0.01~5.0wt%,优选占比0.1~5.0wt%,最佳占比0.5~4.0wt%;助催化剂Fe和/或Ni为催化剂总质量的0.1~30.0wt%,优选占比0.1~15wt%,最佳占比0.5~5wt%,铱的硫化物中硫和铱的原子比例为0.5~6:1,助催化剂中硫和Fe和/或Ni的原子比例为0.5~6:1。2.根据权利要求1所述的含硫化铁镍的铱基催化剂,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或两种,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。3.一种权利要求1任一所述的催化剂的制备方法,其特征在于:先制备活性炭负载的含有铁镍的铱基催化剂,再用硫源硫化;活性炭负载的含有铁镍的铱基催化剂的制备方法:在酸的作用下,将铱前驱体、铁镍等助催化剂的前驱体溶解于水、乙醇或丙酮中的一种或二种溶剂中;然后将得到的前驱体混合溶液浸渍于载体上,浸渍2~4h,再在60~100℃水浴蒸干溶剂,烘箱中100~120℃烘干,氮气或氩气等惰性气体保护下250~400℃焙烧1~4h,最后再进行液相或气相硫化,硫化温度为200~500℃,硫化时间为1~6h,优选1~2h;所述的酸为盐酸、硝酸、或硫酸,优选摩尔浓度为12mol/L的浓盐酸、14.4mol/L的浓硝酸或者18mol/L的浓硫酸中的任意一种;所述铱的前驱体为Ir2O3、IrO2、Ir(OH)3、Ir(OH)4、IrCl3、IrCl4、H2IrCl6、[Ir(CO)2I2]-中的一种或二种以上,(优选IrCl3和H2IrCl6中的一种或二种);所述的助催化剂Fe的前驱体为含铁化合物:硝酸铁、醋酸铁、氯化铁、氯化亚...
【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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