用于环戊二烯加氢制备环戊烯的催化剂及制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了用于环戊二烯加氢制备环戊烯的催化剂，包括载体γ‑Al

Catalyst for hydrogenation of cyclopentadiene to cyclopentene and its preparation method and Application

【技术实现步骤摘要】
用于环戊二烯加氢制备环戊烯的催化剂及制备方法和应用
本专利技术属于催化剂制备
，具体涉及用于环戊二烯加氢制备环戊烯的催化剂及制备方法和应用。
技术介绍
裂解C5馏分中只含有约4％的环戊烯，工业中环戊烯主要来源于双环戊二烯的裂解及环戊二烯的选择性加氢。随着以液态烃制乙烯生产能力的持续增长及C5分离技术的完善，双环戊二烯的产量同样会不断增加。因此开发双环戊二烯下游高附加值产品，对提高企业经济效益有着积极意义。双环戊二烯裂解制的环戊二烯，经选择性加氢制得环戊烯，由于环戊烯特定的结构，它的下游产品是一类高附加值精细化工产品，可用作生产环戊醇、溴代环戊烷等高附加值医药中间体，也是聚环烯烃高分子聚合物的主要原料。现有技术用于将环戊二烯加氢制环戊烯的催化剂，在催化剂活性、寿命以及选择性等方面并不令人满意。因而，有必要研发一种性能更佳的催化剂用于环戊二烯加氢制环戊烯。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供用于环戊二烯加氢制备环戊烯的催化剂及制备方法和应用。该催化剂包括载体γ-Al2O3，负载在所述载体γ-Al2O3上的Pd、金属M1和金属M2，该催化剂能够在长时间的反应过程中保持高的催化活性和环戊烯的选择性，环戊二烯的转化率和环戊烯的选择性均超过88％。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种用于环戊二烯加氢制备环戊烯的催化剂，其特征在于，包括载体γ-Al2O3，负载在所述载体γ-Al2O3上的Pd、金属M1和金属M2，所述催化剂中，Pd的质量百分含量为0.05％～1％，金属M1的质量百分含量为0.01％～2％，金属M2的质量百分含量为0.05％～3％；所述金属M1为Sn，Mn，Ce或Zn，所述金属M2为K，Na，Ag或Ga；所述γ-Al2O3的粒径为1.5mm～2mm。上述的用于环戊二烯加氢制备环戊烯的催化剂，其特征在于，所述Pd的质量百分含量为0.1％～0.5％，金属M1的质量百分含量为0.1％～0.5％，金属M2的质量百分含量为0.1％～0.5％。上述的用于环戊二烯加氢制备环戊烯的催化剂，其特征在于，所述Pd的质量百分含量为0.3％，金属M1的质量百分含量为0.2％，金属M2的质量百分含量为0.2％。此外，本专利技术还提供一种制备上述用于环戊二烯加氢制备环戊烯的催化剂的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、将γ-Al2O3置于150℃～250℃条件下活化1h～3h，得到活化后γ-Al2O3：步骤二、通过将金属M1可溶性盐溶液喷涂于所述活化后γ-Al2O3上或者将所述活化后γ-Al2O3置于金属M1可溶性盐溶液中浸渍，得到负载有金属M1的γ-Al2O3；所述金属M1可溶性盐溶液为金属M1可溶性盐、水和有机溶剂的混合溶液，所述有机溶剂为无水乙醇、甲醇或异丙醇，所述金属M1可溶性盐为二水氯化亚锡、硝酸锰、硝酸铈或硝酸锌；步骤三、将步骤二所述负载有金属M1的γ-Al2O3先在50℃～150℃条件下干燥1h～4h，然后置于350℃～550℃条件下焙烧1h～4h，得到前驱体A；步骤四、通过一步负载法或分步负载法将Pd和金属M2负载到步骤三所述前驱体A上，得到前驱体C；所述一步负载法包括将Pd前驱体、金属M2可溶性化合物、水和有机溶剂的混合溶液喷涂于步骤三所述前驱体A上，得到前驱体C，或者包括，将步骤三所述前驱体A浸渍于Pd前驱体、金属M2可溶性化合物、水和有机溶剂的混合溶液中，过滤，得到前驱体C；所述分步负载法包括第一步负载和第二步负载，所述第一步负载包括：将步骤三所述前驱体A置于Pd前驱体溶液中浸渍，过滤，得到前驱体B；或者包括，将Pd前驱体溶液喷涂于步骤三所述前驱体A上，得到前驱体B；所述Pd前驱体溶液为Pd前驱体、水和有机溶剂的混合溶液；所述第二步负载包括：将所述前驱体B置于金属M2可溶性化合物溶液中浸渍，过滤，得到前驱体C；或者包括：将金属M2可溶性化合物溶液喷涂于所述前驱体B上，得到前驱体C；所述金属M2可溶性化合物溶液为金属M2可溶性化合物、水和有机溶剂的混合溶液；所述Pd前驱体均为氯钯酸钠、硝酸钯或氯钯酸，金属M2可溶性化合物均为氢氧化钾、氢氧化钠、硝酸银或硝酸镓，所述有机溶剂均为无水乙醇、甲醇或异丙醇；步骤五、将步骤四所述前驱体C在100℃～150℃条件下干燥1h～4h，然后置于350℃～550℃条件下焙烧1h～4h，得到焙烧后前驱体C；步骤六、用氢气还原步骤五所述焙烧后前驱体C，得到用于环戊二烯加氢制备环戊烯的催化剂。上述的方法，其特征在于，步骤二中喷涂的温度为50℃～70℃，喷涂的速率为0.5mL/s～3mL/s；步骤二中喷涂所用金属M1可溶性盐溶液的体积为活化后γ-Al2O3质量的0.8倍～1.2倍，体积的单位为mL，质量的单位为g，喷涂所用金属M1可溶性盐溶液中水的质量为有机溶剂质量的1.5倍～3倍。上述的方法，其特征在于，步骤二中浸渍的温度为40℃～60℃，浸渍的时间为8h～12h，浸渍的方式为静置浸渍；步骤二中浸渍所用金属M1可溶性盐溶液的体积为活化后γ-Al2O3质量的3倍～5倍，体积的单位为mL，质量的单位为g，浸渍所用金属M1可溶性盐溶液中水的质量为有机溶剂质量的3倍～5倍。上述的方法，其特征在于，步骤四中所述喷涂的温度均为50℃～70℃，所述喷涂的速率均为0.5mL/s～3mL/s；步骤四中喷涂所用混合溶液的体积为前驱体A质量的0.8倍～1.2倍，体积的单位为mL，质量的单位为g，喷涂所用混合溶液中，水的质量为有机溶剂质量的1.5倍～3倍；步骤四中喷涂所用Pd前驱体溶液的体积为前驱体A质量的0.8倍～1.2倍，体积的单位为mL，质量的单位为g，喷涂所用Pd前驱体溶液中，水的质量为有机溶剂质量的1.5倍～3倍；步骤四中喷涂所用金属M2可溶性化合物溶液的体积为前驱体A质量的0.8倍～1.2倍，体积的单位为mL，质量的单位为g，喷涂所用金属M2可溶性化合物溶液中，水的质量为有机溶剂质量的1.5倍～3倍。上述的方法，其特征在于，步骤四中浸渍的温度均为20℃～40℃，浸渍的时间均为2h～6h，浸渍的方式均为搅拌浸渍；步骤四中浸渍所用混合溶液的体积为前驱体A质量的4倍～6倍，体积的单位为mL，质量的单位为g，浸渍所用混合溶液中，水的质量为有机溶剂质量的4倍～6倍；步骤四中浸渍所用Pd前驱体溶液的体积为前驱体A质量的4倍～6倍，体积的单位为mL，质量的单位为g，浸渍所用Pd前驱体溶液中，水的质量为有机溶剂质量的4倍～6倍；步骤四中浸渍所用金属M2可溶性化合物溶液的体积为前驱体A质量的4倍～6倍，体积的单位为mL，质量的单位为g，浸渍所用金属M2可溶性化合物溶液中，水的质量为有机溶剂质量的4倍～6倍。上述的方法，其特征在于，步骤六所述还原为程序升温还原，所述程序升温还原的升温速率为2℃/min～5℃/min，还原的温度为300℃～550℃，还原的时间为2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于环戊二烯加氢制备环戊烯的催化剂，其特征在于，包括载体γ-Al

【技术特征摘要】
1.一种用于环戊二烯加氢制备环戊烯的催化剂，其特征在于，包括载体γ-Al2O3，负载在所述载体γ-Al2O3上的Pd、金属M1和金属M2，所述催化剂中，Pd的质量百分含量为0.05％～1％，金属M1的质量百分含量为0.01％～2％，金属M2的质量百分含量为0.05％～3％；所述金属M1为Sn，Mn，Ce或Zn，所述金属M2为K，Na，Ag或Ga；所述γ-Al2O3的粒径为1.5mm～2mm。


2.根据权利要求1所述的用于环戊二烯加氢制备环戊烯的催化剂，其特征在于，所述Pd的质量百分含量为0.1％～0.5％，金属M1的质量百分含量为0.1％～0.5％，金属M2的质量百分含量为0.1％～0.5％。


3.根据权利要求1所述的用于环戊二烯加氢制备环戊烯的催化剂，其特征在于，所述Pd的质量百分含量为0.3％，金属M1的质量百分含量为0.2％，金属M2的质量百分含量为0.2％。


4.一种制备如权利要求1所述用于环戊二烯加氢制备环戊烯的催化剂的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、将γ-Al2O3置于150℃～250℃条件下活化1h～3h，得到活化后γ-Al2O3：
步骤二、通过将金属M1可溶性盐溶液喷涂于所述活化后γ-Al2O3上或者将所述活化后γ-Al2O3置于金属M1可溶性盐溶液中浸渍，得到负载有金属M1的γ-Al2O3；所述金属M1可溶性盐溶液为金属M1可溶性盐、水和有机溶剂的混合溶液，所述有机溶剂为无水乙醇、甲醇或异丙醇，所述金属M1可溶性盐为二水氯化亚锡、硝酸锰、硝酸铈或硝酸锌；
步骤三、将步骤二所述负载有金属M1的γ-Al2O3先在50℃～150℃条件下干燥1h～4h，然后置于350℃～550℃条件下焙烧1h～4h，得到前驱体A；
步骤四、通过一步负载法或分步负载法将Pd和金属M2负载到步骤三所述前驱体A上，得到前驱体C；
所述一步负载法包括将Pd前驱体、金属M2可溶性化合物、水和有机溶剂的混合溶液喷涂于步骤三所述前驱体A上，得到前驱体C，或者包括，将步骤三所述前驱体A浸渍于Pd前驱体、金属M2可溶性化合物、水和有机溶剂的混合溶液中，过滤，得到前驱体C；
所述分步负载法包括第一步负载和第二步负载，所述第一步负载包括：将步骤三所述前驱体A置于Pd前驱体溶液中浸渍，过滤，得到前驱体B；或者包括，将Pd前驱体溶液喷涂于步骤三所述前驱体A上，得到前驱体B；所述Pd前驱体溶液为Pd前驱体、水和有机溶剂的混合溶液；
所述第二步负载包括：将所述前驱体B置于金属M2可溶性化合物溶液中浸渍，过滤，得到前驱体C；或者包括：将金属M2可溶性化合物溶液喷涂于所述前驱体B上，得到前驱体C；所述金属M2可溶性化合物溶液为金属M2可溶性化合物、水和有机溶剂的混合溶液；
所述Pd前驱体均为氯钯酸钠、硝酸钯或氯钯酸，金属M2可溶性化合物均为氢氧化钾、氢氧化钠、硝酸银或硝酸镓，所述有机溶剂均为无水乙醇、甲醇或异丙醇；
步骤五、将步骤四所述前驱体C在100℃～150℃条件下干燥1h～4h，然后置于350℃～550℃条件下焙烧1h～4h，得到焙烧后前驱体C；
步骤六、用氢气还原步骤五所述焙烧后前驱体C，得到用...

【专利技术属性】
技术研发人员：程杰，张炳亮，张力，万克柔，林涛，高明明，赵茁然，
申请(专利权)人：西安凯立新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61