一种金属-酸双功能复合催化剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种金属

【技术实现步骤摘要】
一种金属
‑
酸双功能复合催化剂及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于1,3
‑
丙二醇
，尤其涉及一种金属
‑
酸双功能复合催化剂及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]随着生物柴油产业的迅猛发展，副产甘油大量过剩，以甘油为原料生产附加值更高的化学产品受到了较大的关注。目前以甘油为原料在一定条件下和催化剂作用下可以转化生成二羟基丙酮、丙烯醛、1,3
‑
丙二醇、1,2
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丙二醇、正丙醇、合成气等化学品。其中1,3
‑
丙二醇由于附加值较高，市场需求量大，已成为生物质甘油氢解转化研究中的热点。
[0003]1,3
‑
丙二醇可用作溶剂、抗冻剂、保护剂或用作合成医药等有机合成的中间体，最重要的应用是合成聚酯和聚氨酯的单体。研究表明，以1,3
‑
丙二醇为单体合成的聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)，比以乙二醇为单体合成的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)具有更优良的特性，PTT纤维既具有PET的性能，又具有尼龙的良好的回弹性和抗污染性能。在地毯、工程塑料、服装面料等领域PTT有很好的应用前景，是目前国际上合成纤维开发的热点。
[0004]目前为止，全球1,3
‑
丙二醇的生产主要掌控在壳牌、德固萨和杜邦三家公司手中。环氧乙烷羰基化加氢法和丙烯醛水合加氢法工艺路线复杂，反应条件苛刻，生物发酵法生产难度大、酶的成活周期较短，1,3
‑
丙二醇的产物浓度低，生产效率低，生产装置的兼容性较差，分离提纯的难度比较大，分离成本高。使用甘油选择性加氢制备1,3
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丙二醇，生产工艺简单、反应条件温和，为1,3
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丙二醇的合成提供了一条新途径。一般来说，甘油氢解生成丙二醇是通过脱水
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加氢路线进行的，是一个由用于加氢的金属和用于脱水的酸性催化剂组成的典型双功能系统。但是，目前采用甘油氢解制备1,3
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丙二醇的催化剂的催化性能仍有待进一步的提高。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种金属
‑
酸双功能复合催化剂及其制备方法和应用，本专利技术提供的金属
‑
酸双功能复合催化剂用于制备1,3
‑
丙二醇具有较好的催化性能。
[0006]本专利技术提供了一种金属
‑
酸双功能复合催化剂，包括：
[0007]金属功能组分，所述金属功能组分包括：Pt和过渡金属；
[0008]酸性组分，所述酸性组分包括：分子筛和含W物质；
[0009]载体。
[0010]优选的，所述过渡金属选自Ni、Cu、Co、Re、Au、Ag、Ce中的一种或几种；
[0011]所述含W物质为W的氧化物。
[0012]优选的，所述载体选自Al2O3、TiO2、SiO2、ZrO2中的一种或几种。
[0013]优选的，所述的金属
‑
酸双功能复合催化剂包括：
[0014]0.5～4wt％的Pt；
[0015]3～10wt％的过渡金属；
[0016]2～15wt％的W的氧化物；
[0017]10～70wt％的分子筛；
[0018]10～70wt％的载体。
[0019]本专利技术提供了一种上述技术方案所述的金属
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酸双功能复合催化剂的制备方法，包括：
[0020]将分子筛和载体前驱体混合后成型，进行第一次焙烧，得到材料A；
[0021]将含W物质前驱体溶于第一溶剂中，得到第一溶液；
[0022]将所述材料A浸渍在第一溶液中然后第一次干燥，进行第二次焙烧，得到材料B；
[0023]将Pt前躯体和过渡金属前驱体溶于第二溶剂中，得到第二溶液；
[0024]将所述材料B浸渍在第二溶液中然后第二次干燥，再用柠檬酸溶液进行处理，然后第三次干燥，再进行第三次焙烧，得到金属
‑
酸双功能复合催化剂。
[0025]优选的，所述分子筛选自HY、USY、USSY、丝光沸石、beta、MCM
‑
22中的一种或几种。
[0026]优选的，所述分子筛的硅铝比为15～300，晶粒尺寸为300～800nm。
[0027]优选的，对所述分子筛进行处理，所述处理的方法包括：
[0028]进行脱铝处理后再焙烧；
[0029]所述脱铝处理的方法包括：
[0030]先进行蒸汽处理，再采用复合溶液处理；
[0031]所述复合溶液包括：柠檬酸和柠檬酸铵。
[0032]本专利技术提供了一种1,3
‑
丙二醇的制备方法，包括：采用上述技术方案所述的金属
‑
酸双功能复合催化剂作为催化剂，或采用上述技术方案所述的方法制备得到的金属
‑
酸双功能复合催化剂作为催化剂。
[0033]优选的，对所述催化剂进行活化处理；
[0034]所述活化处理的气氛包括：氢气；
[0035]所述活化处理的气氛还包括：N2、甲烷、乙烷、丙烷、CO2、氩气、氦气中的一种或几种。
[0036]本专利技术提供的方法制备催化剂过程中，分子筛经过蒸汽处理和酸处理改性以除去分子筛中的非骨架铝，通过调整酸性密度来提高催化活性并延长其寿命。与现有技术相比，将本专利技术制备的催化剂用于甘油加氢制备1,3
‑
丙二醇反应中，具有较高的甘油的转化率和1,3
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丙二醇选择性及收率。
具体实施方式
[0037]下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0038]本专利技术提供了一种金属
‑
酸双功能复合催化剂，包括：
[0039]金属功能组分，所述金属功能组分包括：Pt和过渡金属；
[0040]酸性组分，所述酸性组分包括：分子筛和含W物质；
[0041]载体。
[0042]在本专利技术中，所述过渡金属优选选自Ni、Cu、Co、Re、Au、Ag、Ce等中的一种或几种，更优选选自Ni、Cu、Ag中的一种；所述过渡金属与Pt组成双组分金属活性中心。
[0043]在本专利技术中，所述分子筛包括但不限于HY、USY、USSY、丝光沸石、beta(β)、MCM
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22等大孔分子筛中的一种或几种。在本专利技术中，所述分子筛中的硅铝比优选为15～300，更优选为20～250，更优选为20～200，更优选为20～150，更优选为50～100，最优选为60～80；所述分子筛的晶粒尺寸优选为300～800nm，更优选为400～800nm，更优选为50本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种金属
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酸双功能复合催化剂，包括：金属功能组分，所述金属功能组分包括：Pt和过渡金属；酸性组分，所述酸性组分包括：分子筛和含W物质；载体。2.根据权利要求1所述的金属
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酸双功能复合催化剂，其特征在于，所述过渡金属选自Ni、Cu、Co、Re、Au、Ag、Ce中的一种或几种；所述含W物质为W的氧化物。3.根据权利要求1所述的金属
‑
酸双功能复合催化剂，其特征在于，所述载体选自Al2O3、TiO2、SiO2、ZrO2中的一种或几种。4.根据权利要求1所述的金属
‑
酸双功能复合催化剂，其特征在于，包括：0.5～4wt％的Pt；3～10wt％的过渡金属；2～15wt％的W的氧化物；10～70wt％的分子筛；10～70wt％的载体。5.一种权利要求1所述的金属
‑
酸双功能复合催化剂的制备方法，包括：将分子筛和载体前驱体混合后成型，进行第一次焙烧，得到材料A；将含W物质前驱体溶于第一溶剂中，得到第一溶液；将所述材料A浸渍在第一溶液中然后第一次干燥，进行第二次焙烧，得到材料B；将Pt前躯体和过渡金属前驱体溶于第二溶剂中，得到第二溶液；...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈琛，侯珂珂，王东超，赵德明，史会兵，张凤岐，王耀伟，栾波，
申请(专利权)人：山东京博石油化工有限公司，
类型：发明
国别省市：