载体对醋酸甲酯加氢制醇Cu—Zn催化剂性能影响
2015-10-21方礼理刘春红程杰万克柔林涛
方礼理 刘春红 程杰 万克柔 林涛



摘 要:采用共沉淀法制备改性的Cu-Zn酯加氢催化剂,在固定床反应器上以醋酸甲酯为原料考查四种载体(Al、Cr、Zr、Si)对其性能的影响,并对其进行BET、XRD等表征处理,结果表明,以Al2O3为载体的催化剂加氢性能最佳,醋酸甲酯转化率为95.56%,乙醇的选择性为91.57%。醋酸甲酯加氢反应活性受催化剂酸性强弱影响,酸性较强反应活性较强,活性组分Cu在载体表面的分散状况对反应的加氢深度有一定影响。
关 键 词:共沉淀法;载体;催化剂活性
中图分类号:TQ 426 文献标识码: A 文章编号: 1671-0460(2015)06-1249-04
Effect of the Support on Performance of Cu-Zn Catalyst for Producing
Alcohol From Methyl Acetate via Hydrogenation Reaction
FANG Li-li1, 2,LIU Chun-hong1,CHENG Jie2,WAN Ke-rou2,LIN Tao2
(1. Xian Shiyou University, Shaanxi Xian 710065,China;
2. Xian Catalyst Chemical Co.,Ltd., Shaanxi Xian 710016,China)
Abstract: Surface promoters-modified Cu-Zn catalysts were prepared by a coprecipitation-post impregnation method and evaluated in a fixed bed reactor. The effect of Al,Cr,Zr and Si as catalyst carriers on the catalytic performance was investigated, and the Cu-Zn catalysts were characterized by BET,XRD and so on. The results show that the catalyst with aluminium oxide as the carrier exhibits the highest methyl acetate conversion 95.56% and ethyl alcohol selectivity 91.57%; the acidity of catalysts can affect the distribution of products,while the dispersion of Cu can affect the degree of hydrogenation.
Key words: Co-precipitation method; Catalyst carriers; Methyl acetate
聚乙烯醇(PVA)生产过程中大量副产物醋酸甲酯(1.5~1.8 t醋酸甲酯/1 t PVA)的生成增加了PVA的生产成本,醋酸甲酯提纯加氢生产甲醇和乙醇,增加了PVA的利润空间[1]。较大的空间位阻和弱极性使羰基还原成醇反应速度受限,Cu/Cr、Cu/Fe、Fe/Mg等活性组分均应用于酯类催化加氢的研究,但反应条件苛刻(250~300 ℃、20~30 MPa)。提高催化剂活性,改善催化剂的清洁性、经济性,降低反应苛刻度成为酯类加氢催化剂的热点[2,3]。阳离子类别及不同阳离子比例影响氧化物前驱体的酸碱性、氧化还原性和热稳定性,进而影响铜锌铝催化剂的酯加氢制醇性能[4]。本论文在研究载体种类对酯加氢活性作用的基础上,探讨了载体对催化剂结构及反应性能的影响。
1 铜基催化剂载体的选择
铜系催化剂羟基加氢选择性较高,而碳链氢解能力较差,因此较适合酯加氢制醇反应。铜金属具有活性低、高温易烧结、强度差等缺点,而工业用铜基催化剂要求载体满足硬度高和结构稳定的特点要求,使其不仅能够提高活性组分的分散度、支撑和提高催化剂强度,同时还应该能够防止催化剂高温团聚和烧结、提高活性组分的抗毒化能力等[5]。……
