【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于氢化的不含铬的水稳定和酸稳定的催化剂
[0001]本专利技术涉及用于氢化有机化合物中的羰基基团的改进的不含铬的Cu
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Al催化剂，其特征在于，该催化剂以0.5至30.0重量％的量包含锆的份额。本专利技术另外还涉及催化剂的制备以及其在氢化有机化合物中的羰基的用途。
[0002]用于氢化有机化合物如酯、二酯、醛或酮中的羰基基团的催化方法在工业中具有重要意义。它们尤其用于将羧酸或其酯，特别是脂肪酸的酯转化成相应的醇。
[0003]在此适合作为催化剂的是基于铜与其他过渡金属元素的组合的体系。催化剂通常以粉末形式或作为成型体，特别是片料、挤出物或粒料存在。
[0004]WO 2004/085356描述了一种用于氢化羰基化合物的催化剂的制备，该催化剂除了铜和铝之外还包含镧、钨、钼、钛或锆的至少一种氧化物，并且另外混有铜粉末或薄片、水泥粉或石墨。
[0005]DE 40 21 230 A1描述了一种制备醇的方法，该方法通过在由铜、锆和氧组成的铜
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锆催化剂存在下氢化有机羧酸酯化合物，以获得相应的醇如高级醇或二元醇。
[0006]EP 0 434 062 A1的主题是一种将物质混合物氢化成相应醇的方法，其中使用了一种通过共沉淀选自Mg、Zn、Ti、Zr、Sn、Ni的金属、C及其混合物制备的催化剂。
[0007]EP 0 552 463 A1中公开的用于氢化有机化合物中的羰基基团的催化剂在其氧化物形式中具有Cu
a
Al
b
Zr
c>Mn
d
O
d
的组成，其中a>O；b>O；c>O；d>O；a>b/2；b>a/4；a>c；a>d；和x是为了保持电中性的每单位分子式所需的氧离子数。
[0008]一些加氢过程的起始混合物通常具有痕量的酸性化合物。这些例如是在酯化反应中作为副产物存在的羧酸。这些化合物在氢化反应的反应条件下会侵蚀催化剂并且导致机械稳定性降低，并且有时观察到催化活性金属的部分浸出，这些金属与产物流一起从反应器中排出，并且必须从中分离。此外，随着催化活性金属的逐渐释出，催化剂的催化活性也降低。
[0009]对于这样的反应，使用含铜和含铬的催化剂。它们通常对酸的作用具有提高的稳定性。由于更严格的环境义务，含铬催化剂的使用与越来越高的要求相关，从而需要用具有相当的催化和物理性质的环境相容的替代物替换现有的CuCr体系。
[0010]因此在WO2011115695A1中，将含CuCr的催化剂用于将醛氢化成相应的醇。
[0011]因此，本专利技术的任务在于，提供用于氢化有机化合物中的羰基基团的催化剂，该催化剂对酸性化合物或水的影响较不敏感，并且当以催化剂成型体的形式存在时，其特征还在于改进的机械稳定性。此外，该催化剂应当尤其能够用于在酸性和/或含水介质中发生的氢化。
[0012]该任务通过根据本专利技术的催化剂得以解决。
[0013]本专利技术涉及不含铬的Cu
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Al催化剂，其特征在于，其具有在0.5至30重量％范围内的锆份额。
[0014]催化剂可以以各种形式存在，例如以粉末的形式或以成型体，如挤出物、球、粒料或片料的形式存在。在优选的实施方案中，催化剂成型体以片料的形式存在。
[0015]当催化剂成型体以片料形式存在时，片料的直径在这种情况下通常为介于2与6mm
之间，优选介于3与5mm之间。特别优选地，直径为介于4.4与4.6mm之间。片料的高度可以为介于2与6mm之间，并且优选介于2与4mm之间。特别优选地，高度为介于2.5与3.5mm之间。
[0016]根据本专利技术的催化剂成型体具有80至500N，优选150至250N，特别优选170至230N的侧压强度。优选地，根据本专利技术的催化剂成型体具有在3至5mm范围内的直径，在2至4mm范围内的高度和在170至230N围内的侧压强度。
[0017]根据本专利技术的催化剂成型体的借助汞孔隙测定法测量的孔体积为介于100与500mm3/g之间，优选介于150与400mm3/g之间，特别优选介于200与400mm3/g之间。
[0018]在根据本专利技术的催化剂中的在下文给出的铜、铝和锆的量涉及催化剂的氧化、非还原形式，其中元素典型地以氧化形式以Cu(II)、Al(III)和Zr(IV)存在。
[0019]在优选的实施方案中，催化剂以其氧化形式包含在20至50重量％范围内，优选在25至40重量％范围内的量的Cu，在8至29重量％范围内，优选在15至25重量％范围内的量的Al，和在0.5至30重量％范围内，优选在5至20重量％范围内，特别优选在10至20重量％范围内的量的Zr，基于烧失(loss on ignition)之后的催化剂的总重量计。
[0020]在一个实施方案中，催化剂不含有氧化或金属形式的锰。
[0021]根据本专利技术的催化剂的特征优选在于，其具有立方二氧化锆相。在一个实施方案中，除了立方二氧化锆相之外，还存在至少一种选自斜方和单斜二氧化锆的另外的ZrO2变体。
[0022]通过下述根据本专利技术的步骤制备根据本专利技术的催化剂：
[0023]a)合并(i)铜化合物、锆化合物和任选的另外的过渡金属化合物的至少一种水溶液A和(ii)至少一种碱性水溶液B，以形成沉淀物，其中溶液A和/或溶液B另外包括溶解的铝化合物，
[0024]b)分离沉淀物，任选洗涤沉淀物，
[0025]c)干燥沉淀物，以获得经干燥的沉淀物，
[0026]d)在介于200于800℃之间的温度将根据步骤c)的经干燥的沉淀物煅烧介于30min与4h之间的时长。
[0027]作为在步骤a)中使用的铜、铝、锆和任选的过渡金属的化合物的起始化合物，在此原则上适合的是在水、碱性或酸性水溶液中可溶的所有化合物。优选使用碳酸盐、硝酸盐、卤化物、氧化物、硫酸盐、乙酸盐或甲酸盐。
[0028]铝化合物在此可以已经存在于含铜和含锆的溶液A中，或者可以与沉淀剂一起以碱性水溶液B的形式添加。
[0029]在此如此选择步骤a)中的溶液A中的锆化合物的份额，使得最终催化剂中的锆的份额在0.5重量至30重量％范围内，基于烧失之后的催化剂的总重量计。
[0030]铜化合物、锆化合物和任选的另外的过渡金属化合物的至少一种水溶液A可以以铜化合物、锆化合物和任选的另外的过渡金属化合物的多种单独的水溶液的形式提供，其中这些溶液中的每种都可以包含铝化合物。例如可以提供铜化合物的一种或更多种水溶液、锆化合物的一种或更多种水溶液、铝化合物的一种或更多种水溶液，和任选的另外的过渡金属化合物的一种或更多种水溶液。或者为此也可以提供一种或更多种共同的水溶液。它们可以通过将铜化合物和/或铝化合物和/或锆化合物和/或任选的另外的过渡金属化合物溶解在共同的容器中来制备。也可以将上述单独的本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.Cu
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Al催化剂，其特征在于，所述催化剂含有0.5至30.0％的重量份额的锆，基于在烧失之后的催化剂的总重量计。2.根据权利要求1所述的催化剂，其中，锆以5.0至20.0％，优选在10至20重量％范围内的重量份额存在，基于在烧失之后的催化剂的总重量计。3.根据权利要求1或2任一项所述的催化剂，其中，所述催化剂含有在20至50重量％范围内，优选在25至40重量％范围内的量的Cu，和在8至29重量％范围内，优选在15至25重量％范围内的量的Al，基于在烧失之后的催化剂的总重量计。4.根据权利要求1至3中任一项所述的催化剂，其中，所述催化剂作为成型体存在。5.根据权利要求4所述的催化剂，其中，催化剂成型体以片料形式存在。6.根据权利要求4或5任一项所述的催化剂，其中，所述催化剂具有在2至30重量％范围内，优选在2至10重量％范围内并且特别优选在2至5重量％范围内的粘结剂份额，基于在烧失之后的成型体的总重量计。7.根据权利要求6所述的催化剂，其中，所述粘结剂是钙铝酸盐。8.根据权利要求7所述的催化剂，其中，成型体中的钙的份额在0.14至17.02重量％范围内，优选在0.14至5.67重量％范围内并且特别优选在0.14至2.84重量％范围内，基于在烧失之后的成型体的总重量计。9.根据权利要求4至8中任一项所述的催化剂，其中，侧压强度为80至500N，优选150至250N，特别优选170至230N。10.根据权利要求1至9中任一项所述的催化剂，其中，所述催化剂具有立方二氧化锆相和任选另外的选自斜方和单斜二氧化锆的另外的ZrO2相。11.根据权利要求1至10中任一项所述的催化剂，其中，所述催化剂不含有氧化或金属形式的锰。12.制备根据权利要求1至11中任一项所述的催化剂的方法，所述催化剂含有重量份额为0.5至30.0％的锆，基于在烧失之...
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