本发明涉及用于丙烯酸甲酯加氢反应的催化剂,尤其涉及一种用于温和环境下的镍基加氢催化剂,同时,本发明还涉及使用该催化剂进行丙烯酸甲酯加氢的方法。
背景技术:
1、甲基丙烯酸甲酯(mma)是一种重要的有机化工原料和聚合物单体,是生产航空航天玻璃、光导纤维、高性能光学镜片、电子信息器件、机器人等国家重大战略材料不可或缺的单体。目前,我国mma依然严重依赖进口,属于有机精细化工进口依存度最高的十大产品之一。同时,随着我国经济的高速发展,特种高端涂料、精密化设备、隔音隔离板材等下游市场也积极发展,将进一步刺激国内mma整体需求。
2、目前国内mma主要生产方法为丙酮氰醇法(ach),异丁烯法,乙烯法。ach法过程简单,技术成熟可靠,但该法以氰酸为原料,对环境造成较大污染,同时,我国自2010年起就明令禁止新建传统氢氰酸工艺装置。而新兴的异丁烯法的工业生产目前主要被国外合资企业垄断,国内虽然新建成了异丁烯法的工业化生产装置,但目前生产还不稳定。乙烯法的较为成熟的工艺主要掌握在basf、lucite等公司,我国短期内实现乙烯法工业生产mma的全部国产化具有很大的难度;异丁烯法催化剂价格昂贵,装置建设投资大,且催化剂易失活。基于我国富煤贫油少气的特点,以醋酸甲酯法合成mma的工艺具有非常重要的意义。醋酸甲酯法通过醋酸甲酯和甲醛经羟醛缩合、加氢及羟醛缩合三步反应,得到mma产品。其中,第二步丙烯酸甲酯加氢的反应中存在丙烯酸甲酯易聚合,与产物丙酸甲酯难分离等问题。因此,丙烯酸甲酯加氢反应对温和条件下的催化剂加氢活性要求较高。
3、专利cn107626344a公开了一种用于工业萘加氢的催化剂,活性组分为ni、mo、w,有机助剂为柠檬酸或者尿素,无机助剂为p、b、f的一种或者多种,通过水热反应得到金属复合氧化物,再通过挤条法制得加氢催化剂。该催化剂的活性组分含量较高,占催化剂总质量的35%-90%,且制备工艺复杂,不适合工业化生产。
4、专利cn1579624a公开了一种用于苯加氢的ni-m-b催化剂,活性组分为ni、b、m(fe、mo、la、cr),通过浸渍法制备ni-m/n(载体)催化剂,通过含bh4+离子的水溶液对载体上的ni和m的还原,将b引入到ni-m/n(载体)催化剂中,该催化剂具有好的催化活性和较强的耐硫性。但是该制备方法对b的负载量有较大的限制,含bh4+的还原剂不易储存,同时还原时产生大量废水,制备工艺比较繁琐。
5、反应专利cn109232247a公开了一种以钯催化剂催化剂,在间歇釜中对丙烯酸甲酯进行加氢,丙烯酸甲酯的加氢转化率大于95%,选择性大于95%。以间歇釜进行加氢反应,不利于工业化的连续运行,且催化剂活性组分为贵金属,催化剂成本较高。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种温和反应条件下具有高活性和稳定性的加氢催化剂。同时,本发明还提供了一种能够连续、稳定、有效解决温升等问题的生产丙酸甲酯的方法。
2、本发明目的通过以下技术方案来实现:
3、该催化剂由载体、活性组分组和助剂组成,载体为氧化铝,活性组分为非贵金属ni和mo,助剂为非金属的b。
4、所述活性组分的负载量占催化剂总质量的20-25wt%,其中镍的氧化物含量为10wt%,第二组分钼的氧化物含量10wt%,第三组分硼的氧化物含量0-5wt%,不含零点。
5、作为对上述方式的限定,该催化剂通过等体积浸渍法进行制备。
6、本发明公开了一种用于丙烯酸甲酯加氢反应的催化剂及其方法,该催化剂的制备方法包括如下步骤:
7、(1)所用载体在使用前需在500-700℃温度下焙烧3-6h,
8、(2)通过等体积浸渍法,将(1)所得氧化铝载体浸渍在含有活性组分的浸渍液中,室温下静置8-12h,在100-120℃下干燥8-12h,得到催化剂前驱体,
9、(3)将(2)所得催化剂前驱体在400-600℃下焙烧3-6h,得到催化剂。
10、同时,本发明公开了一种用于丙烯酸甲酯加氢反应的催化剂及其方法,所述使用方法包括以下步骤:
11、(1)所述加氢催化剂在使用前需在400-600℃温度下经过氢气预处理,
12、(2)在反应温度和压力下,将一定比例的氢气和液体原料通入固定床,其中液体为丙烯酸甲酯、丙酸甲酯和阻聚剂的混合物,
13、(3)反应结束后,将反应温度降为室温,释放未反应的氢气,氮气吹扫后,将催化剂卸出。
14、本发明的一种用于丙烯酸甲酯加氢反应的催化剂及其方法,反应温度为80-120℃,反应压力为0.6-1.2mpa,丙烯酸甲酯和氢气的摩尔比为3-10,质量空速为0.5-2h-1。
15、本发明的一种用于丙烯酸甲酯加氢反应的催化剂及其方法,进料液体中丙烯酸甲酯和丙酸甲酯的摩尔比为0.5-2。
16、与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
17、1、本发明催化剂在温和条件下活性高,稳定性好,耗氢气少,同时,以非贵金属为活性组分,催化剂成本低,制备方法简单,有利于工业化生产。
18、2、本发明解决了丙烯酸甲酯易聚合,和产物丙酸甲酯难分离以及加氢过程中的放热问题。工艺流程简单,运行成本低,同时,采用固定床进行反应,有利于工业化的连续生产。
1.一种用于丙烯酸甲酯加氢反应的催化剂,其特征在于:该催化剂由载体、活性组分和助剂组成,载体为氧化铝,活性组分为非贵金属ni和mo,助剂为非金属b,所述活性组分的负载量占催化剂总质量的20-25wt%,其中镍的氧化物含量为10wt%,第二组分钼的氧化物含量为10wt%,第三组分硼的氧化物含量0-5wt%,不含零点,所述使用方法包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的一种用于丙烯酸甲酯加氢反应的催化剂,其特征在于:镍的氧化物含量为10wt%,第二组分钼的氧化物含量为10wt%,第三组分硼的氧化物含量0-5wt%,不含零点。
3.根据权利要求1~2中任一项所述的一种用于丙烯酸甲酯加氢反应的催化及应用,其特征在于:该催化剂的通过等体积浸渍法进行制备。
4.根据权利要求1~2中任一项所述的一种用于丙烯酸甲酯加氢反应的催化及应用,其特征在于,该催化剂的制备方法包括如下步骤:
5.根据权利要求1所述的一种用于丙烯酸甲酯加氢反应的催化及应用,其特征在于:反应温度为80-120℃,反应压力为0.6-1.2mpa,丙烯酸甲酯和氢气的摩尔比为3-10,质量空速0.5-2 h-1。
6.根据权利要求1所述的一种用于丙烯酸甲酯加氢反应的催化,其特征在于:进料的丙烯酸甲酯和丙酸甲酯的摩尔比为0.5-2。