一种三金属预氧化炭黑负载型催化剂及其应用制造技术

本发明专利技术公开了一种三金属预氧化炭黑负载型催化剂及其应用，其以经过预氧化处理的炭黑为载体，其上负载有第一金属元素、第二金属元素和助剂金属元素，其中，第一金属元素选自Ir、Au和Ru，第二金属元素选自Zn、Zr和V，助剂金属元素选自Na、K和Mg。本发明专利技术应用于2

【技术实现步骤摘要】
一种三金属预氧化炭黑负载型催化剂及其应用


[0001]本专利技术属于工业催化剂
，具体涉及一种三金属预氧化炭黑负载型催化剂及其应用。

技术介绍

[0002]2‑
己醇是一种重要的化工原料，主要用作溶剂和乳化剂，也可用来制备己二酸、增塑剂、洗涤剂等。2
‑
己醇可由2
‑
己酮加氢制得，目前还未见有2
‑
己酮加氢制2
‑
己醇的相关催化剂专利。
[0003]曾有现有技术公开酮类化合物加氢制醇类化合物的催化剂及工艺。CN1152744C，CN1114490C和CN1347758A中公开了仲辛酮加氢制备仲辛醇的方法，使用其自制的催化剂体系(含铜催化剂，含镍催化剂)，采用固定床液相加氢工艺来实现，反应温度为100
‑
250℃。仲辛醇的选择性为96％
‑
99.5％。CN1974514A公开了2
‑
辛酮加氢还原制2
‑
辛醇的方法，在磁稳定床反应器中加入具有铁磁性的加氢催化剂，在温度70
‑
120℃，压力0.3
‑
2.5MPa，液体体积空速为1
‑
50h
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1，氢气与含2
‑
辛酮的溶液体积比为2
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100:1，磁场强度10
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50kA/m的条件下反应，2
‑
辛醇可以达到70％的收率。专利CN1083415C采用压片成型的CuO/>‑
ZnO混合物为催化剂，在反应温度150
‑
250℃的条件下丙酮气相加氢制异丙醇的转化率和选择性达到99％。日本专利平2
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279643公开的Ru/Al2O3催化丙酮加氢的工艺苛刻，反应压力在9MPa，设备的投资较大。日本专利平
‑
41038，苏联专利SU1118632A介绍了采用Cu
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Cr催化剂的丙酮加氢方法，俄罗斯专利RU2047590使用了含有NiO，CuO等成分的催化剂，但这些催化剂的转化率不高，且选择性较差，Cr2O3作为助剂的使用的同时会造成环境的污染，不符合绿色化工的要求。CN103030525A公开了一种丙酮液相加氢制备异丙醇的方法，但反应温度较高，在100
‑
200℃，丙酮的转化率为96％以上，异丙醇的选择性大于95％。CN1962588公开了以镍钴双金属负载到活性炭的催化剂用于丙酮的气相加氢连续式反应，反应温度在100
‑
150℃，压力在1.0
‑
1.5MPa，可获得较高的丙酮转化率和异丙醇选择性。CN103706365公开了镍铜双金属负载型催化剂用于丙酮常压气相固定床加氢，反应温度在100
‑
150℃，异丙醇选择性达100％，丙酮的转化率可达85.5％以上。CN103706377A，CN103752327A公开了以Pt，Fe，Sn，Co为主要成分的金属催化剂的丙酮液相加氢制备异丙醇，反应温度在100
‑
150℃，反应时间为4h。USP4,182,721公开了一种将钼改性的骨架镍催化剂用于酮类化合物的催化加氢，虽然反应的条件比较温和(60℃，2.1MPa)，但是产物选择性较差。USP4,459,419公开了一种有机酮或醛加氢的方法，使用的催化剂为负载到分子筛上的钌催化剂，并列举了糠醇加氢制四氢糠醇的应用，但该反应体系所需的压力较高，达12.7MPa。
[0004]综上所述，现有技术中公开的酮类化合物加氢过程的操作温度较高，或操作条件对设备要求较高，或转化率和产物的选择性无法同时达到高标准。因此，如果开发出一种可在较低操作温度下反应，不使用溶剂，并表现出高活性和高产物选择性的多相催化剂可减轻产物分离提纯环节的负担，降低能耗，极大降低生产过程成本。低能耗且高效地进行生产符合绿色化工的生产要求。

技术实现思路

[0005]本专利技术目的在于克服现有技术缺陷，提供一种三金属预氧化炭黑负载型催化剂。
[0006]本专利技术的另一目的在于提供上述三金属预氧化炭黑负载型催化剂的应用。
[0007]本专利技术的技术方案如下：
[0008]一种三金属预氧化炭黑负载型催化剂，以经过预氧化处理的炭黑为载体，其上负载有第一金属元素、第二金属元素和助剂金属元素，其中，第一金属元素选自Ir、Au和Ru，第二金属元素选自Zn、Zr和V，助剂金属元素选自Na、K和Mg。
[0009]上述预氧化处理过程为：将炭黑与氧化剂水溶液混合后，于60
‑
100℃搅拌1
‑
3h，接着过滤洗涤至中性后在75
‑
85℃真空干燥10
‑
14h，在氩气气氛下于200
‑
600℃焙烧1
‑
3h后冷却至室温，升温速率为2
‑
10℃/min。上述氧化剂水溶液的溶质为硝酸或双氧水。
[0010]在本专利技术的一个优选实施方案中，所述氩气气氛中氩气的流量为20
‑
70mL/min。
[0011]在本专利技术的一个优选实施方案中，所述焙烧的升温速率为2
‑
10℃/min。
[0012]在本专利技术的一个优选实施方案中，所述第一金属元素的负载量为0.1
‑
1.5wt.％，所述第二金属元素的负载量为0.5
‑
1.7wt.％，所述助剂金属元素的负载量为0.5
‑
1.5wt.％。
[0013]上述三金属预氧化炭黑负载型催化剂在2
‑
己酮加氢制2
‑
己醇中的应用。
[0014]在本专利技术的一个优选实施方案中，采用间歇式高压釜液相加氢过程，不使用溶剂。
[0015]进一步优选的，所述间歇式高压釜液相加氢过程中，氢气压力为0.5
‑
5.5MPa，反应温度为30
‑
80℃，催化剂投料量/底物为0.001
‑
0.01g/mL，反应时间为0.5
‑
2h。
[0016]一种2
‑
己酮加氢制2
‑
己醇的方法，采用上述三金属预氧化炭黑负载型催化剂。
[0017]在本专利技术的一个优选实施方案中，采用间歇式高压釜液相加氢过程，不使用溶剂。
[0018]进一步优选的，所述间歇式高压釜液相加氢过程中，氢气压力为0.5
‑
5.5MPa，反应温度为30
‑
80℃，催化剂投料量/底物为0.001
‑
0.01g/mL，反应时间为0.5
‑
2h。
[0019]本专利技术的有益效果是：
[0020]1、本专利技术的三金属预氧化炭黑负载型催化剂应用于液相加氢过程的操作温度较低，能耗较低。操作压力适中，设备投资不大。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种三金属预氧化炭黑负载型催化剂，其特征在于：以经过预氧化处理的炭黑为载体，其上负载有第一金属元素、第二金属元素和助剂金属元素，其中，第一金属元素选自Ir、Au和Ru，第二金属元素选自Zn、Zr和V，助剂金属元素选自Na、K和Mg；上述预氧化处理过程为：将炭黑与氧化剂水溶液混合后，于60
‑
100℃搅拌1
‑
3h，接着过滤洗涤至中性后在75
‑
85℃真空干燥10
‑
14h，然后在氩气气氛下于200
‑
600℃焙烧1
‑
3h后冷却至室温，升温速率为2
‑
10℃/min，上述氧化剂水溶液的溶质为硝酸或双氧水。2.如权利要求1所述的一种三金属预氧化炭黑负载型催化剂，其特征在于：所述氩气气氛中氩气的流量为20
‑
70mL/min。3.如权利要求1所述的一种三金属预氧化炭黑负载型催化剂，其特征在于：所述焙烧的升温速率为2
‑
10℃/min。4.如权利要求1至3中任一权利要求所述的一种三金属预氧化炭黑负载型催化剂，其特征在于：所述第一金属元素的负载量为0.1
‑
1.5wt.％，所述第二金属元素的负载量为0.5
‑
1.7wt.％...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨昭，刘彧，于永齐，熊燕，
申请(专利权)人：南阳师范学院，
类型：发明
国别省市：