一种催化1，制造技术

本发明专利技术公开一种催化1，4‑

【技术实现步骤摘要】
一种催化1
，4‑
丁二醇脱氢制备
γ
‑
丁内酯的催化剂及其制备方法与应用


[0001]本专利技术属于
γ
‑
丁内酯制备
，具体涉及一种催化1，4‑
丁二醇脱氢制备
γ
‑
丁内酯的催化剂及其制备方法与应用
。

技术介绍

[0002]γ
‑
丁内酯是一类重要的有机化合物和中间体，具有溶解性强
、
稳定性好
、
低毒性
、
导电性能优良等特点，它及其衍生物广泛应用于石油化工
、
纺织
、
医药
、
农药和香料等工业领域，可用于生产环丙胺
、
吡咯烷酮等药品，也可用作工业溶剂
、
稀释剂
、
固化剂等
。
近年来，随着精细化工
、
制药和可降解塑料产业的迅猛发展，尤其是新能源汽车动力电池和超级储能电池的发展，
γ
‑
丁内酯的需求量逐年上升
。
γ
‑
丁内酯的合成方法主要有顺酐加氢法和1，4‑
丁二醇脱氢法，后者因其在原料和产品分离等方面的优势，成为工业上
γ
‑
丁内酯的主流生产方法
。
[0003]中国专利
CN1687045A
公开一种采用溶胶凝胶法合成的
CuO
‑
Cr2O3/SiO2催化剂，催化
1 ,4
‑
丁二醇脱氢制备
γ
‑
丁内酯，该催化剂的单程转化率达到
100%
，
γ
‑
丁内酯的选择性达
99%。
但是该催化剂中含有
Cr
毒性强，污染大
。CN1562473A
采用碱性沉淀剂沉淀法制备了
Cu
‑
Zn
‑
Ce
催化剂，其中氧化铜质量百分含量为
48
‑
55%
，
1 ,4
‑
丁二醇的转化率可达
98%
，
γ
‑
丁内酯选择性接近
95%。
中国专利
CN103877981A
采用聚乙二醇聚合和共沉淀法制备了
CuO
‑
ZnO/Al2O3‑
SiO2催化剂，催化
1 ,4
‑
丁二醇常压气相脱氢制备
γ
‑
丁内酯，其中
1 ,4
‑
丁二醇转化率
99%
和
γ
‑
丁内酯选择性
96.5%。
综上，现有公开的催化剂主要采用共沉淀法等催化剂制备方法，制备工艺工程较长
、
水耗较高
。
因此需要开发一种制备方式简单，活性高
、
活性组分含量低
、
无毒无污染的
1 ,4
‑
丁二醇脱氢制
γ
‑
丁内酯催化剂
。

技术实现思路

[0004]针对现有技术的缺陷，本专利技术提供一种催化1，4‑
丁二醇脱氢制备
γ
‑
丁内酯的催化剂及其制备方法与应用，所述催化剂制备流程短
、
过程环保，催化活性好
。
[0005]一种催化1，4‑
丁二醇脱氢制备
γ
‑
丁内酯的催化剂，所述催化剂由载体
、
负载在所述载体上的活性组分和助剂组成，以占所述载体的重量比计，活性组分和助剂的含量分别如下：活性组分
15
‑
30%
，助剂
0.5
‑
3%
；所述活性组分为
Cu
和
Ce
，所述助剂为
K、Mg、Mn、Zr
中的至少一种，所述载体为碳载体
。
[0006]优选地，所述
Cu
和
Ce
的质量比为（2‑8）：
1。
[0007]优选地，所述载体为活性炭
、
碳纳米管
、
石墨烯中的任意一种
。
[0008]优选地，所述载体的比表面积大于
200 m2/g。
[0009]所述催化1，4‑
丁二醇脱氢制备
γ
‑
丁内酯的催化剂的制备方法，包括以下步骤：（1）将碳载体加入硝酸溶液中，在
70
‑
150℃
下加热回流3‑
14h
，过滤，用去离子水洗涤至中性，烘干干燥，研磨；
（2）将活性组分和助剂对应的金属盐溶于水或者乙醇中，得到金属混合溶液；（3）将步骤（1）得到的载体加入所述金属混合溶液中，室温下搅拌至干，然后烘干干燥，焙烧，研磨，压片，即可得到催化剂
。
[0010]优选地，压片至
20
‑
60
目
。
[0011]优选地，所述硝酸溶液的浓度为5‑
10moL/L
，所述碳载体与硝酸溶液的比例为
1g
：（
10
‑
20
）
mL。
[0012]优选地，所述金属混合溶液中，
Cu、Ce、
助剂的金属总浓度为
0.5
‑
2mol/L
；所述活性金属对应的金属盐为硝酸盐
、
氯化盐或者醋酸盐；所述助剂对应的金属盐为硝酸盐或氯化盐
。
[0013]优选地，步骤（1）所述烘干干燥为在 80
‑
120℃
下烘干 8
‑
12h
；步骤（2）所述烘干干燥为在 60
‑
100℃
下烘干 8
‑
12h
；所述焙烧为在 280
‑
380℃
下焙烧3‑
5h。
[0014]一种催化1，4‑
丁二醇脱氢制备
γ
‑
丁内酯的方法，具体如下：将本专利技术所述催化剂装填入固定床反应器中，通入第一含氢气体进行还原活化，然后调至反应温度
190
‑
260℃
，切入第二含氢气体，原料液1，4‑
丁二醇以1‑
4h
‑1的空速经
100
‑
180℃
汽化后用所述第二含氢气体带入固定床反应器，在常压至
0.5MPa
下进行脱氢反应，脱氢反应时氢醇摩尔比为5‑
20
；其中，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种催化1，4‑
丁二醇脱氢制备
γ
‑
丁内酯的催化剂，其特征在于：所述催化剂由载体
、
负载在所述载体上的活性组分和助剂组成，以占所述载体的重量比计，活性组分和助剂的含量分别如下：活性组分
15
‑
30%
，助剂
0.5
‑
3%
；所述活性组分为
Cu
和
Ce
，所述助剂为
K、Mg、Mn、Zr
中的至少一种，所述载体为碳载体
。2.
根据权利要求1所述一种催化1，4‑
丁二醇脱氢制备
γ
‑
丁内酯的催化剂，其特征在于：所述
Cu
和
Ce
的质量比为（2‑8）：
1。3.
根据权利要求2所述一种催化1，4‑
丁二醇脱氢制备
γ
‑
丁内酯的催化剂，其特征在于：所述载体为活性炭
、
碳纳米管
、
石墨烯中的任意一种
。4.
根据权利要求3所述一种催化1，4‑
丁二醇脱氢制备
γ
‑
丁内酯的催化剂，其特征在于：所述载体的比表面积大于
200 m2/g。5.
权利要求1所述催化1，4‑
丁二醇脱氢制备
γ
‑
丁内酯的催化剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：（1）将碳载体加入硝酸溶液中，在
70
‑
150℃
下加热回流3‑
14h
，过滤，用去离子水洗涤至中性，烘干干燥，研磨；（2）将活性组分和助剂对应的金属盐溶于水或者乙醇中，得到金属混合溶液；（3）将步骤（1）得到的载体加入所述金属混合溶液中，室温下搅拌至干，然后烘干干燥，焙烧，研磨，压片，即可得到催化剂
。6.
根据权利要求5所述催化1，4‑
丁二醇脱氢制备
γ
‑
丁内酯的催化剂的制备方法，其特征在于：所述硝酸溶液的浓度为5‑
10moL/L
，所述碳载体与硝酸溶液的比例为
1g
：（
10
‑
20
）
mL。7.
根据权利要求6所述催化1，4‑
丁二醇脱氢制备
γ
...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭淑静，朱海林，刘星，陈佑涛，
申请(专利权)人：陕西延长石油集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：