本發(fā)明涉及催化劑的制備領(lǐng)域,特別涉及乙醇一步法合成乙酸乙酯聯(lián)產(chǎn)正丁醇所用催化劑制備方法。
(二)
背景技術(shù):
乙酸乙酯是一種用途廣泛的精細(xì)化工產(chǎn)品,具有優(yōu)異的溶解性、快干性,用途廣泛,是一種非常重要的有機(jī)化工原料和極好的工業(yè)溶劑,被廣泛用于醋酸纖維、乙基纖維、氯化橡膠、乙烯樹脂、乙酸纖維樹酯、合成橡膠、涂料及油漆等的生產(chǎn)過程中。正丁醇主要用于制造鄰苯二甲酸、脂肪族二元酸及磷酸的正丁酯類增塑劑,它們廣泛用于各種塑料和橡膠制品中,也是有機(jī)合成中制丁醛、丁酸、丁胺和乳酸丁酯等的原料。還是油脂、藥物(如抗生素、激素和維生素)和香料的萃取劑,醇酸樹脂涂料的添加劑等,又可用作有機(jī)染料和印刷油墨的溶劑,脫蠟劑。目前,合成乙酸乙酯聯(lián)產(chǎn)正丁醇所用的催化劑普遍存在著催化劑效率低、乙醇轉(zhuǎn)化率低的缺陷。
(三)
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明為了彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷,提供了一種催化效率高、乙醇轉(zhuǎn)化率高的乙醇一步法合成乙酸乙酯聯(lián)產(chǎn)正丁醇所用催化劑的制備方法。
本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
乙醇一步法合成乙酸乙酯聯(lián)產(chǎn)正丁醇所用催化劑制備方法,其特征是,步驟如下:
(1)A溶液:將組分a的可溶性金屬鹽溶于水中或能溶a的可溶性金屬鹽的易揮發(fā)的有機(jī)溶劑中,a的可溶性金屬鹽離子的濃度為0.005-0.5mol/L;B溶液:將組分b的可溶性金屬鹽溶于水中或能溶b的可溶性金屬鹽的易揮發(fā)的有機(jī)溶劑中,b的可溶性金屬鹽離子的濃度為0.001-0.1mol/L;
(2)將載體進(jìn)行壓片、粉碎、造粒,得到20~40目的載體顆粒;然后將載體顆粒在80~120℃下烘4~8小時;
(3)將步驟(2)中得到的載體顆粒放到旋轉(zhuǎn)加熱裝置中用A溶液進(jìn)行多次等體積浸漬并烘干,直至A溶液全部浸漬完畢,然后在80~120℃烘11~13小時,在200~600℃焙燒1~10小時;
(4)將步驟(3)中得到的樣品再次放到旋轉(zhuǎn)加熱裝置中用B溶液進(jìn)行多次等體積浸漬并烘干,直至B溶液全部浸漬完畢,然后在30~100℃烘11~13小時,在100~150℃烘11~13小時,在300~600℃焙燒1~10小時;
(5)將步驟(4)中得到的樣品在含氫氣和惰性氣體的混合氣中、在200~600℃進(jìn)行還原,得到所需要的催化劑;
其中,組分a為鎳、銅、鋅中的任意一種或兩種;
組分b為銥、鉑、鈀、釕中的任一種;
所述載體為堿式碳酸鎂、碳酸鎂、氫氧化鎂、氧化鎂中的任一種或兩種的混合粉末。
在步驟(3)、(4)中,組分a的金屬粒子、b的金屬粒子、載體的質(zhì)量比為0.1~20:0.01~5:100。
在步驟(5)中,所述混合氣中氫氣的體積含量為30~90%,所述惰性氣體為氮?dú)狻鍤饣蚝狻?/p>
本發(fā)明的有益效果是:
采用本發(fā)明的催化劑應(yīng)用于乙醇合成乙酸乙酯聯(lián)產(chǎn)正丁醇,催化劑的催化效率高,乙醇進(jìn)料空速為15升乙醇/升催化劑*小時,乙醇轉(zhuǎn)化率大于30%,最高達(dá)70%;乙酸乙酯選擇性介于10%~80%,相應(yīng)的正丁醇選擇性介于80%~100%,取得較好的技術(shù)效果。
(四)具體實(shí)施方式
以下為本發(fā)明的具體實(shí)施例:
A溶液的配制:
實(shí)施例1:
將硝酸銅溶解在水中配制成銅離子濃度為0.005 mol/L的溶液。
實(shí)施例2:
將硝酸鋅溶解在水中配制成鋅離子濃度為0.01 mol/L的溶液。
實(shí)施例3:
將硝酸鎳溶解在水中配制成鎳離子濃度為0.1 mol/L的溶液。
實(shí)施例4:
將五水硫酸銅溶解在水中配制成銅離子濃度為0.005 mol/L的溶液。
實(shí)施例5:
將硫酸鋅溶解在水中配制成鋅離子濃度為0.01 mol/L的溶液。
實(shí)施例6:
將硫酸鎳溶解在水中配制成鎳離子濃度為0.1 mol/L的溶液。
實(shí)施例7:
將氯化銅溶解在水中配制成銅離子濃度為0.005 mol/L的溶液。
實(shí)施例8
將乙酰丙酮銅溶解在四氯化碳中配制成銅離子濃度為0.005 mol/L的溶液。
實(shí)施例9
將乙酰丙酮鎳溶解在乙醚中配制成鎳離子濃度為0.005 mol/L的溶液。
實(shí)施例10:
將氯化鋅和三水硝酸銅溶解在乙醇中配制成鋅離子和銅離子濃度為0.01 mol/L的溶液。
實(shí)施例11:
將五水硫酸銅和硝酸鋅溶解在水中配制成銅離子和鋅離子濃度為0.005 mol/L的溶液。
實(shí)施例12:
將硝酸銅和硝酸鋅溶解在水中配制成銅離子和鋅離子濃度為0.1 mol/L的溶液。
上述金屬鹽中可以換成鎳、銅、鋅中的任意一種或兩種;
上述有機(jī)溶劑中可以更換成任意可溶鎳、銅、鋅金屬鹽的易揮發(fā)的有機(jī)溶劑。
B溶液的配制:
實(shí)施例1:
將乙酸鈀溶解在丙酮中配制成鈀離子濃度為0.005 mol/L的溶液。
實(shí)施例2
將乙酸釕溶解在乙醚中配制成釕離子濃度為0.01 mol/L的溶液。
實(shí)施例3:
將硝酸鈀溶解在水中配制成鈀離子濃度為0.1 mol/L的溶液。
實(shí)施例4:
將乙酰丙酮鉑溶解在丙酮中配制成鉑離子濃度為0.02 mol/L的溶液。
實(shí)施例5:
將乙酰丙酮釕溶解在丙酮中配制成釕離子濃度為0.08mol/L的溶液。
實(shí)施例6:
將氯化鈀溶解在水中加幾滴鹽酸配制成鈀離子濃度為0.05 mol/L的溶液。
實(shí)施例7:
將四氯化鉑溶解在丙酮中配制成鉑離子濃度為0.01 mol/L的溶液。
實(shí)施例8:
將氯化銥水合物溶解在水中配制成銥離子濃度為0.1 mol/L的溶液。
實(shí)施例9:
將β-三氯化釕溶解在乙醇中配制成釕離子濃度為0.02 mol/L的溶液。
上述金屬鹽中可以換成鈀、銥、鉑、釕中的任意一種;
上述溶劑中可以更換成任意可溶鈀、銥、鉑、釕金屬鹽的易揮發(fā)的有機(jī)溶劑和水。
實(shí)施例一:
(1)將50克堿式碳酸鎂進(jìn)行壓片、粉碎、造粒,得到20~40目的載體顆粒;然后將載體顆粒在80℃下烘4小時;
(2);將步驟(1)中得到的載體顆粒放到旋轉(zhuǎn)加熱裝置中用上述任一種A溶液進(jìn)行多次等體積浸漬并烘干,直至A溶液全部浸漬完畢,然后在80℃烘11小時,然后在200℃焙燒1小時;
(3)將步驟(2)中得到的樣品再次放到旋轉(zhuǎn)加熱裝置中用上述任一種B溶液進(jìn)行多次等體積浸漬并烘干,直至全部B溶液全部浸漬完畢,然后在30℃烘11小時,在100℃烘11小時,在300℃焙燒1小時;
在步驟(2)(3)中,a金屬粒子、b金屬粒子、載體的質(zhì)量比為0.1:0.01:100;
(4)將步驟(3)中得到的樣品在由氫氣和氮?dú)饨M成的混合氣中,在200℃進(jìn)行還原,得到所需要的催化劑;其中,混合氣中氫氣的體積含量為30%。
實(shí)施例二:
(1)將50克碳酸鎂進(jìn)行壓片、粉碎、造粒,得到20~40目的載體顆粒;然后將載體顆粒在120℃下烘8小時;
(2);將步驟(1)中得到的載體顆粒放到旋轉(zhuǎn)加熱裝置中用上述任一種A溶液進(jìn)行多次等體積浸漬并烘干,直至A溶液全部浸漬完畢,然后在120℃烘13小時,然后在600℃焙燒10小時;
(3)將步驟(2)中得到的樣品再次放到旋轉(zhuǎn)加熱裝置中用B溶液進(jìn)行多次等體積浸漬并烘干,直至全部B溶液全部浸漬完畢,然后在100℃烘13小時,在150℃烘13小時,在600℃焙燒1小時;
在步驟(2)(3)中,a金屬粒子、b金屬粒子、載體的質(zhì)量比為20:5:100;
(4)將步驟(3)中得到的樣品在由氫氣和氬氣組成的混合氣中,在600℃進(jìn)行還原,得到所需要的催化劑;其中,混合氣中氫氣的體積含量為90%。
實(shí)施例三:
(1)將50克氫氧化鎂進(jìn)行壓片、粉碎、造粒,得到20~40目的載體顆粒;然后將載體顆粒在100℃下烘6小時;
(2);將步驟(1)中得到的載體顆粒放到旋轉(zhuǎn)加熱裝置中用上述任一種A溶液進(jìn)行多次等體積浸漬并烘干,直至A溶液全部浸漬完畢,然后在100℃烘12小時,然后在400℃焙燒5小時;
(3)將步驟(2)中得到的樣品再次放到旋轉(zhuǎn)加熱裝置中用B溶液進(jìn)行多次等體積浸漬并烘干,直至全部B溶液全部浸漬完畢,然后在60℃烘12小時,在120℃烘12小時,在500℃焙燒5小時;
在步驟(2)(3)中,a金屬粒子、b金屬粒子、載體的質(zhì)量比為10:0.1:100;
(4)將步驟(3)中得到的樣品在由氫氣和氦氣組成的混合氣中、在400℃進(jìn)行還原,得到所需要的催化劑;其中,混合氣中氫氣的體積含量為60%。
實(shí)施例四:
(1)將50克氧化鎂進(jìn)行壓片、粉碎、造粒,得到20~40目的載體顆粒;然后將載體顆粒在80℃下烘8小時;
(2);將步驟(1)中得到的載體顆粒放到旋轉(zhuǎn)加熱裝置中用上述任一種A溶液進(jìn)行多次等體積浸漬并烘干,直至A溶液全部浸漬完畢,然后在80℃烘13小時,然后在200℃焙燒10小時;
(3)將步驟(2)中得到的樣品再次放到旋轉(zhuǎn)加熱裝置中用B溶液進(jìn)行多次等體積浸漬并烘干,直至全部B溶液全部浸漬完畢,然后在30℃烘13小時,在100℃烘13小時,在300℃焙燒10小時;
在步驟(2)(3)中,a金屬粒子、b金屬粒子、載體的質(zhì)量比為0.1:5:100;
(4)將步驟(3)中得到的樣品在由氫氣和氦氣組成的混合氣中、在200℃進(jìn)行還原,得到所需要的催化劑;其中,混合氣中氫氣的體積含量為90%。
實(shí)施例五:
(1)將50克氧化鎂和堿式碳酸鎂的混合物(以任意比例混合)進(jìn)行壓片、粉碎、造粒,得到20~40目的載體顆粒;然后將載體顆粒在120℃下烘4小時;
(2);將步驟(1)中得到的載體顆粒放到旋轉(zhuǎn)加熱裝置中用上述任一種A溶液進(jìn)行多次等體積浸漬并烘干,直至A溶液全部浸漬完畢,然后在120℃烘11小時,然后在600℃焙燒1小時;
(3)將步驟(2)中得到的樣品再次放到旋轉(zhuǎn)加熱裝置中用B溶液進(jìn)行多次等體積浸漬并烘干,直至全部B溶液全部浸漬完畢,然后在100℃烘11小時,在150℃烘11小時,在600℃焙燒1小時;
在步驟(2)(3)中,a金屬粒子、b金屬粒子、載體的質(zhì)量比為20:0.01:100;
(4)將步驟(3)中得到的樣品在由氫氣和氮?dú)饨M成的混合氣中、在600℃進(jìn)行還原,得到所需要的催化劑;其中,混合氣中氫氣的體積含量為30%。
實(shí)施例六:
(1)將50克碳酸鎂和堿式碳酸鎂的混合物(以任意比例混合)進(jìn)行壓片、粉碎、造粒,得到20~40目的載體顆粒;然后將載體顆粒在100℃下烘6小時;
(2);將步驟(1)中得到的載體顆粒放到旋轉(zhuǎn)加熱裝置中用上述任一種A溶液進(jìn)行多次等體積浸漬并烘干,直至A溶液全部浸漬完畢,然后在90℃烘11小時,然后在500℃焙燒8小時;
(3)將步驟(2)中得到的樣品再次放到旋轉(zhuǎn)加熱裝置中用B溶液進(jìn)行多次等體積浸漬并烘干,直至全部B溶液全部浸漬完畢,然后在80℃烘12小時,在120℃烘11小時,在500℃焙燒3小時;
在步驟(2)(3)中,a金屬粒子、b金屬粒子、載體的質(zhì)量比為1:1:100;
(4)將步驟(3)中得到的樣品在由氫氣和氮?dú)饨M成的混合氣中、在300℃進(jìn)行還原,得到所需要的催化劑;其中,混合氣中氫氣的體積含量為50%。
實(shí)施例七:
所用的載體顆粒為以任意比例混合的堿式碳酸鎂和氫氧化鎂,其余與實(shí)施例一相同。
實(shí)施例八:
所用的載體顆粒為以任意比例混合的碳酸鎂和氫氧化鎂,其余與實(shí)施例二相同。
實(shí)施例九:
所用的載體顆粒為以任意比例混合的堿式碳酸鎂和氧化鎂,其余與實(shí)施例三相同。
實(shí)施例十:
所用的載體顆粒為以任意比例混合的氧化鎂和氫氧化鎂,其余與實(shí)施例四相同。
除說明書所述技術(shù)特征外,其余技術(shù)特征均為本領(lǐng)域技術(shù)人員已知技術(shù)。