【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于催化剂制备，尤其是涉及一种制备脂肪醇的催化剂及其制备方法和应用。
技术介绍
1、脂肪醇的用途很多，例如，可以用作清洁汽油添加剂、液体燃料和代油品、化工生产原料等。此外，高级醇不仅还可以用作表面活性剂、抗乳化剂、染料分散剂、脱水剂、工业洗涤剂等，而且还可以用作增塑剂、油脂萃取剂、润湿剂、香料等的制造，具有较大的经济价值。公知的且在工业上普遍采用的合成醇的路线主要为烯烃水合法以及烯烃羰基化加氢法。其中，采用烯烃水合法制备相应的醇时，反应压力高，单体转化率较低，水烯比高，因而设备投资大、分离耗能高。烯烃羰基化加氢法合成醇包括均相加氢甲酰基化和非均相加氢两步，其中，难点在于均相加氢甲酰基化反应这一步，它以贵金属为催化剂，反应条件较为苛刻。而通过将烯烃转化成酯，再通过酯加氢合成醇的路线则可以较好地解决烯烃水合法存在的反应转化率较低、反应压力高、原料耗损大或者能耗高等缺陷。
2、采用酯加氢法生产对应的醇类是一种较好的方法，在比较温和的条件下，烯烃和低碳羧酸在酸性树脂催化下，生成相应的羧酸烷基酯。羧酸烷基酯在一定的压力和温度下加氢可分别生成羧酸部分与烷基酯相对应的醇，如醋酸丙酯的加氢可以生产乙醇、丙醇，醋酸环己酯可以生成乙醇与环己醇等。目前，国内外对羧酸烷基酯加氢制备醇的催化剂进行了大量的研究。按照活性组分来划分，所述羧酸烷基酯加氢制备醇的催化剂可以分为铜基催化剂和贵金属基催化剂。其中，铜基催化剂在工业化应用中的研究更为普遍，如由美国arco公司开发成功的cu-cr系列以及随后poppehdof报道的以cu-cr组分
3、cn101934228a公开了一种醋酸酯加氢制备醇的催化剂及其制备方法和应用，并具体公开所述催化剂的主催化剂为cu和/或cuo，载体为sio2或al2o3，该催化剂的组成按质量份数计，主催化剂为20～90份，载体为5-80份。研究表明，将该催化剂用于醋酸酯加氢制备乙醇的反应时，醋酸酯转化率大于80％，乙醇选择性大于90％。然而，由于该催化剂不仅需要在较低的空速和较高的氢酯比条件下反应，而且醋酸酯的转化率较低，未反应的醋酸酯需要循环处理，增加了生产成本。
4、cn1075048c提出一种羧酸酯直接氢化的方法和催化剂，包括使一种或多种酯与氢在下述催化剂存在下接触和反应，该催化剂含有一种铜化合物、一种锌化合物和至少一种选自铝、锆、镁、一种稀土元素的化合物或其混合物作为其组分，通过将这些催化剂组分在200至小于400℃的温度范围内焙烧制得该催化剂，该方法是在液相下，在170～250℃和20.7～138bar表压下进行的。该方法和催化剂所适用的羧酸酯是通过天然油进行酯交换制得的c6～c22二甲酯、c6-c66天然甘油三酯或为天然甘油三酯作酯交换制得的c6～c44化合物。
5、从已有文献可知，采用负载的方法制备催化剂，催化剂的活性和选择性不理想；相比而言，采用共沉淀的方法制备催化剂，催化剂的活性和选择性较佳。然而，现有的共沉淀法仅考虑了各组分的种类和比例问题，并未考虑各组分的分散程度及协同作用。基于此，对于羧酸烷基酯加氢催化剂尤其是基于共沉淀的铜基酯加氢催化剂及其制备方法仍需要较多的深入研究，并在原子水平上理解如何提高酯加氢催化剂的活性、选择性及稳定性上需要进一步地突破。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术旨在提出一种制备脂肪醇的催化剂及其制备方法和应用，以解决上述问题。
2、为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：
3、一种制备脂肪醇的催化剂，包括活性组分、载体和助活性组分，所述活性组分包括金属cu，所述载体组分包括al，优选为al，助活性组分包括co、cr、sr、ti、mn、zn、ca、mg中的一种或多种；优选地，助活性组分为zn。
4、进一步地，所述催化剂中cu元素质量含量为10～50％；所述载体组分al元素质量含量为5～50％；所述助活性组分质量含量为2～20％。
5、一种制备脂肪醇的催化剂的制备方法，包括如下步骤：
6、s1：将活性组分的盐类化合物、助活性组分的盐类化合物和载体组分的盐类化合物和水混合，得到溶液i；
7、s2：使用沉淀剂溶液ii将溶液i进行沉淀，得到的固体沉淀物经老化、洗涤、干燥后得到催化剂前体i；
8、s3：将步骤s2中催化剂前体i焙烧，得到催化剂前体ii；
9、s4：将所述催化剂前体ii还原，得到催化剂。
10、活性组分及助活性组分经过沉淀可进入载体氢氧化物晶格中，后经过焙烧进行拓扑转变，可形成各金属组分均匀分布的复合金属氧化物，之后还原得到的催化剂具有较好的分散作用和各金属组分间的协同作用，用于以羧酸烷基酯为原料制备脂肪醇的反应时起到较好的催化性能。因此，本专利技术首先以基于复合氧化物拓扑转变原理制备的一种用于合成羧酸烷基酯的金属催化剂来进行展开，其成分包括活性组分、载体组分和助活性组分，所述活性组分为cu、所述载体组分为al。活性组分和助活性组分以过饱和沉淀的方式进入al(oh)3晶格层间得到催化剂前体i；催化剂前体i经过焙烧拓扑转变形成金属组分分布均匀的复合金属氧化物，标记为催化剂前体ii；催化剂前体ii经过还原，将复合金属氧化物中活性组分cu及部分助活性组分金属还原为金属态，得到所述的金属催化剂。
11、进一步地，所述步骤s1中活性组分的盐类化合物为能溶于水的铜盐化合物；
12、优选地，活性组分的盐类化合物包括cu(no3)2、cucl2、cuso4中的一种或多种；
13、并且/或者载体组分的的盐类化合物为能溶于水的铝盐化合物；
14、优选地，载体组分的的盐类化合物包括al(no3)3、alcl3、al2(so4)3中的一种或多种；
15、助活性组分的盐类化合物包括能溶于水的co、cr、sr、ti、mn、zn、ca、mg的硝酸盐、氯化盐、硫酸盐中的一种或多种。
16、进一步地，所述步骤s2中的沉淀剂溶液ii为碱性溶液；
17、优选地，碱性溶液包括naoh、nh3h2o、koh、na2co3、(nh4)2co3、na2sio3中的一种或多种；
18、优选地，沉淀剂溶液ii为nh3h2o、naoh、na2co3中的一种；
19、优选地，oh-浓度为2～30％；
20、所述步骤s4中，还原方式为硼氢化钠还原或丙烯气相还原、氢气气相还原中的一种，优选气相还原。
21、一种制备脂肪醇的催化剂应用于制备脂肪醇，包括如下步骤：包括如下步骤：在反应器中装入上述催化剂，采用惰性气氛气体试漏，无漏点后通入氢气置换数次，升至反应温度，随后通入羧酸烷基酯，制备脂肪醇；
22、优选地，惰性气氛气体包括氮气、氩气、氦气、氖气、氪气、氙气中的一种或多种。
23、进一步地，所本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种制备脂肪醇的催化剂，其特征在于：包括活性组分、载体和助活性组分，所述活性组分包括Cu，所述载体组分包括Al，助活性组分包括Co、Cr、Sr、Ti、Mn、Zn、Ca、Mg中的一种或多种。
2.根据权利要求1所述的一种制备脂肪醇的催化剂，其特征在于：所述助活性组分为Zn；
3.一种制备脂肪醇的催化剂的制备方法，所述催化剂为权利要求1或2中所述的一种制备脂肪醇的催化剂，其特征在于：所述制备方法包括如下步骤：
4.根据权利要求3所述的一种制备脂肪醇的催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤S1中活性组分的盐类化合物为能溶于水的铜盐化合物；
5.根据权利要求3所述的一种制备脂肪醇的催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤S2中的沉淀剂溶液II为碱性溶液；
6.一种制备脂肪醇的催化剂在脂肪醇制备中的应用，所述催化剂为权利要求1或2所述的一种制备脂肪醇的催化剂，其特征在于：包括如下步骤：在反应器中装入上述催化剂，采用惰性气氛气体试漏，无漏点后通入氢气置换数次，升至反应温度，随后通入羧酸烷基酯，制备脂肪醇；
7.根据权利
8.根据权利要求6所述的催化剂在制备脂肪醇中的应用，其特征在于：羧酸烷基酯的制备包括在反应器中装入酯化催化剂，采用惰性气氛气体试漏，无漏点后通入烯烃、有机羧酸，同时升温，制备羧酸烷基酯，后经精馏提纯。
9.根据权利要求8所述的催化剂在制备脂肪醇中的应用，其特征在于：所述烯烃为碳原子数2～8的烯烃，优选地，烯烃为具有3～6个碳原子的不饱和烃，更优选地，烯烃为乙烯、丙烯、环己烯中的一种；
10.根据权利要求8所述的催化剂在制备脂肪醇中的应用，其特征在于：所述有机羧酸为碳原子数1～4的脂肪族有机羧酸，优选地，有机羧酸为具有2～4个碳原子的直链有机羧酸，更优选地，有机羧酸为醋酸、丙酸。
...【技术特征摘要】
1.一种制备脂肪醇的催化剂，其特征在于：包括活性组分、载体和助活性组分，所述活性组分包括cu，所述载体组分包括al，助活性组分包括co、cr、sr、ti、mn、zn、ca、mg中的一种或多种。
2.根据权利要求1所述的一种制备脂肪醇的催化剂，其特征在于：所述助活性组分为zn；
3.一种制备脂肪醇的催化剂的制备方法，所述催化剂为权利要求1或2中所述的一种制备脂肪醇的催化剂，其特征在于：所述制备方法包括如下步骤：
4.根据权利要求3所述的一种制备脂肪醇的催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤s1中活性组分的盐类化合物为能溶于水的铜盐化合物；
5.根据权利要求3所述的一种制备脂肪醇的催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤s2中的沉淀剂溶液ii为碱性溶液；
6.一种制备脂肪醇的催化剂在脂肪醇制备中的应用，所述催化剂为权利要求1或2所述的一种制备脂肪醇的催化剂，其特征在于：包括如下步骤：在反应器中装入上述催化剂，采用惰性气氛气体试漏，无漏点后通入氢气置换数次，升至反应温度，随后通入羧酸烷基酯，制...
【专利技术属性】
技术研发人员：王聪，邴威瀚，武金丹，陈兴鹏，刘喆，雍学勇，王元平，刘新伟，杨克俭，
申请(专利权)人：中国天辰工程有限公司，
类型：发明
国别省市：
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