【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及催化领域，尤其涉及一种加氢催化剂、制备方法及在制备1,3-丁二醇反应中的应用。
技术介绍
1、1,3-丁二醇(1,3-bdo)为无色粘稠液体，具有较好的水溶性，易溶于乙醇、丙酮等有机溶剂，几乎不溶于脂肪烃、芳烃和四氯化碳。因含有两个羟基，化学性质活泼，且毒性较小、吸湿性好、无臭等特点，在化工、医药、化妆品等领域广泛应用。
2、目前关于生产1,3-丁二醇的合成研究，主要有两种工艺：生物合成法和化学合成法。生物合成法虽然绿色安全且排放少，但其产量低，难以工业化生产。化学合成法目前主流工艺是乙醛在碱性条件下，发生缩合反应制得3-羟基丁醛，继续加氢得到1,3-丁二醇。
3、公开号为cn109422624a和cn109422635a的中国专利申请公开了在固定床反应器中对3-羟基丁醛进行加氢制备1,3-丁二醇的方法，催化剂为负载镍催化剂，乙醛缩合使用离子液体催化剂，得到的粗品中有10-20％的乙醛通过闪蒸罐进行回收循环使用，加氢后1,3-丁二醇的收率为83％，乙醛转化率为98％。
4、公开号为cn111744486a的中国专利申请公开了一种负载型催化剂的制备方法和1,3-丁二醇的制备方法，原料3-羟基丁醛溶液的浓度为20-30％，加氢制备1,3-丁二醇后，3-羟基丁醛的转化率为100％，选择性最高99.2％。
5、公开号为cn111574325a的中国专利申请公开了一种高选择性制备1,3-丁二醇的方法和系统，采用传统粉末雷尼镍催化剂，采用两级或多级釜式串联的方式生产1,3-丁二醇
6、在现有生产技术方案中，普遍采用乙醛缩合得到3-羟基丁醛，然后再经过加氢得到1,3-丁二醇，现有技术中乙醛缩合后乙醛的回收会增加生产能耗，加氢过程一般采用釜式或者固定床反应，釜式一般采用粉末雷尼镍或负载型催化剂，釜式加氢生产过程需要补加新鲜催化剂保持反应活性，增加了生产安全风险，同时产品需要与催化剂进行过滤分离，操作复杂，增加人力成本。固定床使用的催化剂一般为负载型催化剂，其催化剂制备过程一般包括载体处理、浸渍、焙烧、还原等过程，催化剂制备复杂，生产成本高。
7、因此，有必要提供一种新型的加氢催化剂、制备方法及在制备1,3-丁二醇反应中的应用以解决现有技术中存在的上述问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种加氢催化剂、制备方法及在制备1,3-丁二醇反应中的应用，以得到具有较高强度的所述加氢催化剂，所述加氢催化剂制作时掉粉率低，提高了所述加氢催化剂的收率，且具有高效的加氢活性。
2、为实现上述目的，本专利技术的所述加氢催化剂，应用于3-羟基丁醛加氢制备1,3-丁二醇反应，所述加氢催化剂包括镍、铝、硅、钼；
3、以占所述加氢催化剂的重量百分比计，所述镍的含量为40-60wt％，所述铝的含量为20-40wt％，所述硅的含量为5-15wt％，所述钼的含量为0.1-6wt％；
4、所述加氢催化剂呈具有多孔表面的颗粒状结构。
5、本专利技术的所述加氢催化剂的有益效果在于：通过所述加氢催化剂包括镍、铝、硅、钼；所述加氢催化剂呈具有多孔表面的颗粒状结构，其中，镍作为活性组分，铝和硅作为共熔体，使得得到的所述加氢催化剂为金属合金类催化剂，其表面为多孔的结构，具有较高的强度，钼作为活性助剂，提高了催化剂的加氢活性和选择性，使得所述加氢催化剂催化剂强度高，制作时掉粉率低，提高了所述加氢催化剂的收率，且具有高效的加氢活性；通过以占所述加氢催化剂的重量百分比计，所述镍的含量为40-60wt％，所述铝的含量为20-40wt％，所述硅的含量为5-15wt％，所述钼的含量为0.1-6wt％，即通过加入适量的硅增强了金属之间的结合力，合适含量的镍，不仅使得催化剂表面具有一定比例的高活性镍，剩余的铝和硅为催化剂提供了较强的内核，使得催化剂的强度高于负载型催化剂。
6、可选的，所述加氢催化剂中，以占所述加氢催化剂的重量百分比计，所述镍的含量为45-60wt％，所述铝的含量为30-40wt％，所述硅的含量为8-13wt％，所述钼的含量为0.5-5wt％。其有益效果在于：通过加入适量的硅，增强了金属之间的结合力，合适含量的镍，不仅使得催化剂表面具有一定比例的高活性镍，剩余的铝和硅为催化剂提供了较强的内核，使得催化剂的强度高于负载型催化剂。
7、本专利技术的所述加氢催化剂在制备1,3-丁二醇反应中的应用，包括以下步骤：
8、s100：将乙醛在碱性催化剂作用下进行缩合，以制得缩合液，所述缩合液包括乙醛、丁烯醛和3-羟基丁醛；
9、s200：将所述缩合液在搅拌下进行热处理，以得到3-羟基丁醛混合溶液；
10、s300：将所述3-羟基丁醛混合溶液和氢气组成的气液混合物流经所述加氢催化剂以进行加氢反应，以制得1,3-丁二醇。
11、本专利技术的所述加氢催化剂在制备1,3-丁二醇反应中的应用的有益效果在于：通过步骤s200将所述缩合液在搅拌下进行热处理，可以明显提高原料乙醛的利用率，使得原料乙醛反应更完全，降低其回收能耗，且进一步提高3-羟基丁醛的收率，解决了现有技术中乙醛的利用率低的问题，实现了使目标物1,3-丁二醇收率更高的目的；而通过步骤s300使3-羟基丁醛混合溶液和氢气组成的气液混合物流经所述加氢催化剂以进行加氢反应，所述加氢催化剂具有高效加氢活性，在保持所述1,3-丁二醇品质的前提下，能够降低加氢成本，降低能耗，适用于工业生产。
12、可选的，所述步骤s200中的所述热处理的反应温度为30-100℃，反应时间为1-5h。其有益效果在于：有利于提高原料乙醛的利用率，使得原原料乙醛反应更完全，降低其回收能耗，进一步提高3-羟基丁醛的收率，实现了使目标物1,3-丁二醇收率更高的目的，解决了现有技术中乙醛的利用率低的问题。
13、可选的，所述步骤s300中的所述加氢反应在固定床反应器中进行，所述加氢反应的反应温度为50-140℃，反应压力为2-10mpa，所述3-羟基丁醛混合溶液的体积空速为0.1-6h-1。其有益效果在于：使得所述加氢催化剂能保持高效加氢活性，在保持所述1,3-丁二醇品质的前提下，能够降低加氢成本，降低能耗，适用于工业生产。
14、可选的，所述缩合液中，以占所述缩合液的重量百分比计，所述乙醛的含量为5-10wt％，所述丁烯醛的含量为0.5-3wt％，所述3-羟基丁醛的含量为60-80wt％。其有益效果在于：较高浓度的3-羟基丁醛可以提高目标产物1,3-丁二醇的收率，产能增加，减少后续精馏能耗，降低生产成本。
15、本专利技术的所述加氢催化剂的制备方法，包括以下步骤：
16、s0：提供金属原料，所述金属原料包括镍、铝、硅、钼，以占所述金属原料的重量百分比计，所述镍的含量为35-60wt％，所述铝的含量为30-50wt％，所述硅的含量为5-15wt％，所述钼的含量为0.1-6wt％；
17、s1：将所述金属原料高温熔本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种加氢催化剂，其特征在于，应用于3-羟基丁醛加氢制备1,3-丁二醇反应，所述加氢催化剂包括镍、铝、硅、钼；
2.根据权利要求1所述的加氢催化剂，其特征在于，所述加氢催化剂中，以占所述加氢催化剂的重量百分比计，所述镍的含量为45-60wt％，所述铝的含量为30-40wt％，所述硅的含量为8-13wt％，所述钼的含量为0.5-5wt％。
3.一种如权利要求1-2中任一项所述的加氢催化剂在制备1,3-丁二醇反应中的应用，其特征在于，包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的应用，其特征在于，所述步骤S200中的所述热处理的反应温度为30-100℃，反应时间为1-5h。
5.根据权利要求3所述的应用，其特征在于，所述步骤S300中的所述加氢反应在固定床反应器中进行，所述加氢反应的反应温度为50-140℃，反应压力为2-10MPa，所述3-羟基丁醛混合溶液的体积空速为0.1-6h-1。
6.根据权利要求3所述的应用，其特征在于，所述缩合液中，以占所述缩合液的重量百分比计，所述乙醛的含量为5-10wt％，所述丁烯醛的含量为0.5
7.一种如权利要求1-2中任一项所述的加氢催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
8.根据权利要求7所述的加氢催化剂的制备方法，其特征在于，所述金属合金颗粒的平均粒径大小为2-8mm。
9.根据权利要求7所述的加氢催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述活化处理的时间为1-6h，所述活化处理的温度为大于等于室温且小于等于60℃，所述碱液为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂、碳酸钠和碳酸氢钠中一种或者多种的混合溶液。
10.根据权利要求7所述的加氢催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中，所述洗涤处理的温度为大于等于室温且小于等于80℃。
11.根据权利要求9所述的加氢催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中使用碱液对所述金属合金颗粒进行循环活化处理的步骤包括：
12.根据权利要求11所述的加氢催化剂的制备方法，其特征在于，所述中间储罐中装有的所述第二去离子水的重量为所述金属合金颗粒的重量的5-20倍，向所述中间储罐中补加的所述液碱的总重量为所述金属合金颗粒的重量的1-4倍。
13.根据权利要求12所述的加氢催化剂的制备方法，其特征在于，所述循环泵的进料质量空速为10-80h-1，所述液碱的进料质量空速为0.3-4h-1。
14.根据权利要求11所述的加氢催化剂的制备方法，其特征在于，所述液碱为质量浓度为32wt％的液碱。
15.根据权利要求11所述的加氢催化剂的制备方法，其特征在于，所述液碱为通过氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂、碳酸钠和碳酸氢钠中一种或者多种配制成的质量浓度为32wt％的液碱。
...【技术特征摘要】
1.一种加氢催化剂，其特征在于，应用于3-羟基丁醛加氢制备1,3-丁二醇反应，所述加氢催化剂包括镍、铝、硅、钼；
2.根据权利要求1所述的加氢催化剂，其特征在于，所述加氢催化剂中，以占所述加氢催化剂的重量百分比计，所述镍的含量为45-60wt％，所述铝的含量为30-40wt％，所述硅的含量为8-13wt％，所述钼的含量为0.5-5wt％。
3.一种如权利要求1-2中任一项所述的加氢催化剂在制备1,3-丁二醇反应中的应用，其特征在于，包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的应用，其特征在于，所述步骤s200中的所述热处理的反应温度为30-100℃，反应时间为1-5h。
5.根据权利要求3所述的应用，其特征在于，所述步骤s300中的所述加氢反应在固定床反应器中进行，所述加氢反应的反应温度为50-140℃，反应压力为2-10mpa，所述3-羟基丁醛混合溶液的体积空速为0.1-6h-1。
6.根据权利要求3所述的应用，其特征在于，所述缩合液中，以占所述缩合液的重量百分比计，所述乙醛的含量为5-10wt％，所述丁烯醛的含量为0.5-3wt％，所述3-羟基丁醛的含量为60-80wt％。
7.一种如权利要求1-2中任一项所述的加氢催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
8.根据权利要求7所述的加氢催化剂的制备方法，其特征在于，所述金属合金颗粒的平均粒...
【专利技术属性】
技术研发人员：王林敏，沈志红，郑云弟，马江峰，国海光，孙兵，
申请(专利权)人：上海迅凯新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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