本發(fā)明涉及催化劑，具體涉及一種加氫催化劑及其制備方法與應用。

背景技術：

1、乙烯和丙烯被廣泛應用于多種精細化學品的合成，但石油餾分裂解產(chǎn)出的粗乙烯蒸汽中會含有0.5-2.0％體積分數(shù)的乙炔，生產(chǎn)聚合級乙烯過程中存在的微量炔烴，不僅是下游工藝催化劑的毒物，而且會嚴重影響聚合物的物理性能，因此，必須要將裂解爐出口的炔烴除去，使乙炔含量降至5ppm以下，丙炔含量降至5-10ppm。目前，催化加氫法是脫除乙烯原料氣中微量乙炔和丙炔最經(jīng)濟有效且簡易的方法。然而，催化加氫工藝存在炔烴過度加氫，以及易低聚生成“綠油”而導致催化劑失活的問題。

2、pd系傳統(tǒng)的雙金屬催化劑已被廣泛應用于炔烴催化加氫反應，經(jīng)au、cu、ga、ag和zn等改性后，可提高催化劑的性能，目前工業(yè)上通常采用高度優(yōu)化的pd-ag催化劑，以減弱乙炔深度加氫的活性來提高催化劑選擇性。然而，pd基催化劑的高成本問題使非貴金屬催化劑的相關研究受到廣泛重視。非金屬ni不但可作為工業(yè)中炔烴加氫的活性組分而且成本低，是代替pd基催化劑很好的選擇。但ni基催化劑的乙烯選擇性往往較差，需要引入其他助劑來改善ni催化劑性能。例如，期刊文獻j.am.chem.soc.2010,132(12):4321-4327報道了一種對烯烴具有高選擇性的三元cu/ni/fe催化劑，與常用的pd催化劑相比，三元cu/ni/fe催化劑除了大大提高了烯烴選擇性外，還具有顯著的工藝優(yōu)勢：不需要加入選擇性增強劑，即可有高烯烴選擇性；但是與pd基催化劑相比，該催化劑需要更高的反應溫度，炔烴容易低聚生成“綠油”而導致催化劑失活。

技術實現(xiàn)思路

1、為了克服現(xiàn)有技術中炔烴加氫存在的反應溫度高且容易低聚生成“綠油”而導致加氫催化劑失活的問題，提供一種加氫催化劑及其制備方法與應用，該加氫催化劑用于炔烴加氫制備烯烴，在低溫條件下即可實現(xiàn)高效地炔烴加氫催化反應，極大程度上避免了下“綠油”的生成，具有催化活性高、選擇性好、穩(wěn)定性好的優(yōu)點。

2、為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明第一方面提供一種加氫催化劑，該加氫催化劑包括載體和長程有序的ni-fe-cu-m金屬間化合物，m選自vib族金屬元素、iva族金屬元素或va族金屬元素。

3、本發(fā)明第二方面提供一種加氫催化劑的制備方法，該方法包括：

4、將m的金屬單質或m的金屬鹽與ni/fe/cu/mg/al五元層狀雙氫氧化物材料制備ni/fe/cu/m/mg/al六元層狀雙氫氧化物材料，將ni/fe/cu/m/mg/al六元層狀雙氫氧化物材料與堿性溶液進行離子交換后還原；

5、其中，m選自vib族金屬元素、iva族金屬元素或va族金屬元素中的一種；堿性溶液選自含碳酸根離子的溶液和/或含碳酸氫根離子的溶液。

6、本發(fā)明第三方面提供一種本發(fā)明所述的制備方法制備得到的加氫催化劑。

7、本發(fā)明第四方面提供一種本發(fā)明所述的加氫催化劑在炔烴加氫制備烯烴中的應用。

8、通過上述技術方案，本發(fā)明所述加氫催化劑中，ni、fe、cu、m四種金屬構成長程有序的ni-fe-cu-m金屬間化合物，構成ni-fe-cu-m多齒菱形活性位點，且形成缺電子ni、缺電子fe、缺電子cu孤立富電子m的ni-fe-cu-m四重位點結構。

9、本發(fā)明所述加氫催化劑中ni、fe、cu、m四種金屬一起構成具有獨特結構的表面活性位點，共同調控活性位點的空間結構和電子結構，形成了有利于炔烴(例如乙炔和丙炔等)吸附的ni-fe-cu-m多齒菱形的活性位點，同時有利于烯烴(例如乙烯和丙烯等)脫附的ni活性位點；其中活性金屬ni、fe、cu的局域電子云結構被低電負性惰性金屬m所調控，形成缺電子ni、缺電子fe、缺電子cu孤立富電子m的ni-fe-cu-m四重位點結構。

10、本發(fā)明所述加氫催化劑用于炔烴加氫制備烯烴，在低溫條件下即可實現(xiàn)高效、高選擇性地加氫，極大程度上避免了“綠油”的生成，具有催化活性高、選擇性好、穩(wěn)定性好的優(yōu)點；進一步地，極大程度地解決了非貴金屬催化劑加氫性能低的局限性；尤其是，用于烯烴(例如乙烯)中的炔烴(乙炔)加氫，能夠選擇性對炔烴進行加氫。

技術特征：

1.一種加氫催化劑，其特征在于，該加氫催化劑包括鎂鋁載體和長程有序的ni-fe-cu-m金屬間化合物，m選自vib族金屬元素、iva族金屬元素或va族金屬元素。

2.根據(jù)權利要求1所述的催化劑，其中，

3.根據(jù)權利要求1或2所述的催化劑，其中，

4.一種加氫催化劑的制備方法，其特征在于，該方法包括：

5.根據(jù)權利要求4所述的制備方法，其中，

6.根據(jù)權利要求4或5所述的制備方法，其中，

7.根據(jù)權利要求5或6所述的制備方法，其中，

8.根據(jù)權利要求4-7中任意一項所述的制備方法，其中，

9.權利要求4-8中任意一項所述的制備方法制備得到的加氫催化劑。

10.權利要求1-3、9中任意一項所述的加氫催化劑在炔烴加氫制備烯烴中的應用；

技術總結
本發(fā)明涉及催化劑技術領域，具體涉及一種加氫催化劑及其制備方法與應用，該加氫催化劑包括鎂鋁載體和長程有序的Ni?Fe?Cu?M金屬間化合物，M選自VIB族金屬元素、IVA族金屬元素或VA族金屬元素。本發(fā)明所述加氫催化劑中，Ni、Fe、Cu、M四種金屬構成長程有序的Ni?Fe?Cu?M金屬間化合物，且構成Ni?Fe?Cu?M多齒菱形活性位點，形成缺電子Ni、缺電子Fe、缺電子Cu孤立富電子M的Ni?Fe?Cu?M四重位點結構。本發(fā)明所述加氫催化劑應用于炔烴加氫制備烯烴，在低溫條件下即可實現(xiàn)高效、高選擇性地加氫，極大程度上避免了“綠油”的生成，具有催化活性高、選擇性好、穩(wěn)定性好的優(yōu)點。

技術研發(fā)人員：曹約強,段學志,梁逸晶,葛小虎,錢剛,周興貴
受保護的技術使用者：華東理工大學
技術研發(fā)日：
技術公布日：2024/12/19