一种乙醇制1,3-丁二烯反应的催化剂及其制备和应用制造技术

本发明专利技术涉及一种乙醇制1,3‑丁二烯反应的催化剂、制备方法及其应用，催化剂为具有纳米片层结构并含有X、Y两种过渡金属以及碱土金属Z的MFI类型分子筛。MFI分子筛是由纳米片层交叉生长构成，纳米片层厚度为2‑50nm；催化剂金属组分X指过渡金属元素Zn、Ni、Fe、Cu、Ag中的一种或两种以上，组分Y指酸性或碱性的金属Zr、Y、Hf、La、Ce、Sn、Ta中的一种或两种以上，金属元素通过后处理的方式负载于分子筛载体上。本发明专利技术提供了一种稳定高效催化乙醇转化制1,3‑丁二烯的催化剂、制备方法及其应用，该催化剂对乙醇制备丁二烯的工艺具有明显的工业应用价值。

A catalyst for the reaction of ethanol to 1,3-butadiene and its preparation and Application

【技术实现步骤摘要】
一种乙醇制1,3-丁二烯反应的催化剂及其制备和应用
本专利技术涉及一种乙醇制1,3-丁二烯反应催化剂、制备方法及其应用，具体地说是一种具有纳米片层结构并含有多种金属的MFI类型分子筛材料催化剂及其制备，以及在乙醇催化转化一步制取1,3-丁二烯的应用。
技术介绍
1,3-丁二烯是重要的聚合物单体，能与多种化合物共聚制造各种合成橡胶和合成树脂。1,3-丁二烯主要是从乙烯裂解装置副产的混合碳四馏分中抽提得到，但是近年来随着石油资源的枯竭及页岩气开采带来的对丁二烯产量下降的冲击，开发新的1,3-丁二烯生产工艺路径具有重要意义。以乙醇替代石油资源作为一些重要的有机化工产品的生产原料，是一条有着重要价值的研究方向。乙醇制1,3-丁二烯反应的关键技术在于开发稳定、高效的催化剂，这主要是因为乙醇在催化剂作用下能发生多种反应，如脱水，断键等。乙醇制1,3-丁二烯反应主要包括以下5步：1、乙醇脱水得到乙醛；2、乙醛发生Aldol缩合反应生成3-羟基丁醛；3、3-羟基丁醛脱水得到巴豆醛；4、巴豆醛与乙醇发生MPVO氢转移反应得到巴豆醇；5、巴豆醇脱水生成1,本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种乙醇制1,3-丁二烯反应的催化剂，其特征在于：催化剂为具有纳米片层结构载体、并含有X、Y两种过渡金属、以及不含有或含有碱金属和/或碱土金属Z的MFI类型分子筛；MFI分子筛是由纳米片层交叉生长构成，纳米片层厚度为2-50nm；过渡金属组分X指过渡金属元素Zn、Ni、Fe、Cu、Ag中的一种或两种以上，组分Y指酸性或碱性的金属Zr、Y、Hf、La、Ce、Sn、Ta中的一种或两种以上；以具有纳米片层结构MFI分子筛载体重量计算，组分X、Y和Z的含量分别为0.1wt％-20wt％、0.1wt％-30wt％、0wt％-6wt％；以乙醇为原料，在固定床反应器中进行制取1,3-丁二烯反应，反应温度...

【技术特征摘要】
1.一种乙醇制1,3-丁二烯反应的催化剂，其特征在于：催化剂为具有纳米片层结构载体、并含有X、Y两种过渡金属、以及不含有或含有碱金属和/或碱土金属Z的MFI类型分子筛；MFI分子筛是由纳米片层交叉生长构成，纳米片层厚度为2-50nm；过渡金属组分X指过渡金属元素Zn、Ni、Fe、Cu、Ag中的一种或两种以上，组分Y指酸性或碱性的金属Zr、Y、Hf、La、Ce、Sn、Ta中的一种或两种以上；以具有纳米片层结构MFI分子筛载体重量计算，组分X、Y和Z的含量分别为0.1wt％-20wt％、0.1wt％-30wt％、0wt％-6wt％；以乙醇为原料，在固定床反应器中进行制取1,3-丁二烯反应，反应温度为200-550℃，反应质量空速0.1-10h-1。


2.按照权利要求1所述的乙醇制1,3-丁二烯反应催化剂，其特征在于，MFI结构分子筛催化剂中，除了X、Y两种活性组分、以及不含有或含有碱金属和/碱土金属Z之外，分子筛骨架由氧化硅构成。


3.按照权利要求1所述的乙醇制1,3-丁二烯反应催化剂，其特征在于，以具有纳米片层结构MFI分子筛载体重量计算，催化剂中X为Zn、Cu中的一种或二种以上，含量为2-12wt％；Y为Hf、Y和Ta中的一种或二种以上，含量为5-20wt％；Z为Li、Na中的一种或二种以上，含量为0.5-5wt％。


4.一种权利要求1-3任一所述乙醇制1,3-丁二烯反应催化剂的制备方法，其特征在于催化剂制备包括以下步骤：<...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑明远，王婵，张涛，
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