CuxFeyAlz多元催化剂在苯和乙醇的转移加氢反应上的应用

    技术2026-08-23  8


    本发明属于苯和乙醇的转移加氢反应,具体涉及cuxfeyalz多元催化剂在苯和乙醇的转移加氢反应上的应用。


    背景技术:

    1、环己烷在石油化工领域的用途广泛,是重要的化工原料,最主要经济用途是生产合成尼龙的中间体己内酰胺和己二酸等;环己烷还可以用作熔剂,是树脂、沥青、蜡、纤维素醚和橡胶的优良熔剂。除少数从石油馏分中蒸馏分离得到环己烷外,90%的环己烷均来源于苯加氢工艺。因此,苯加氢制环己烷具有较高的经济价值。工业上常采用的苯加氢生产环己烷的方法主要有气相法和液相法两种。液相苯加氢工艺所需压力较高,转化率较低,所以存在能耗大、过程危险性高和收率低等问题。而气相苯加氢工艺混合均匀,催化剂与产品分离容易。不论是气相法还是液相法都需要使用高压h2直接加氢,导致成本高、储运要求高、安全风险和运行限制。

    2、催化转移氢化(cth)由于高效、原子经济性、可持续等特点,该方法被认为取代传统的高压氢化处理过程的有效方案。生物炼制厂生产的甲醇、乙醇、异丙醇等还原溶剂可作为氢源。乙醇由于其丰富、可持续性、无毒和环境良性的特性,是一种很有吸引力的氢供体,但乙醇不太容易发生氢化物转移,因为形成的碳正离子是高度不稳定的。因此,寻找一种既能使乙醇脱氢又能对苯环加氢的催化剂十分重要。


    技术实现思路

    1、针对现阶段催化转移氢化制备环己烷存在的问题,本发明提供一种cuxfeyalz多元催化剂,将其用于苯和乙醇的转移加氢反应上,在250℃,苯的转化率为>99%(转化为环己烷),选择性>99%,表现出优越的催化性能;所述的催化剂采用共沉淀法制备,高分散的cu纳米颗粒和相对较高的金属铜面积以及铜和铁之间的协同作用是提高转移加氢收率的关键因素。该催化剂用于苯和乙醇的转移加氢反应。

    2、本发明的技术方案如下:

    3、cuxfeyalz多元催化剂在苯和乙醇的转移加氢反应上的应用,其中x=8,0<y≤2,0<z≤2。

    4、优选地,所述的cuxfeyalz多元催化剂采用共沉淀的方法制备得到。

    5、优选地,所述的催化剂还包括ceo2,即cuxfeyalz/ceo2;优选地,ce、al的摩尔比为1-2:1。

    6、优选地,所述的cuxfeyalz多元催化剂制备方法包括以下步骤:

    7、(1)铜盐、铁盐、铝盐混合均匀,制备得到前驱体溶液;

    8、(2)将步骤(1)的前驱体溶液与碱性沉淀剂溶液同时缓慢地滴入反应器中,反应;

    9、(3)洗涤、干燥、煅烧;还原性气体还原处理,直接用于苯和乙醇的转移加氢反应上。

    10、更进一步地,步骤(1)中铜盐、铁盐、铝盐中铜、铁、铝的摩尔比为:8:0.5-2:0.5-2。

    11、更进一步地,步骤(2)中反应的条件为:70℃-90℃,反应12h以上。

    12、更进一步地,步骤(2)中反应前加入ceo2。

    13、更进一步地,步骤(3)洗涤的条件为用水洗涤至上清液ph为6-8;

    14、更进一步地,步骤(3)煅烧的条件为以2℃/min的升温速率480℃煅烧2-6h;

    15、更进一步地,步骤(3)中还原性气体还原处理工艺:氢气气氛下,2℃/min的升温速率还原2h,还原温度为200℃。

    16、本发明的有益效果

    17、目前常用于乙醇脱氢的催化剂主要以cu基催化剂为主,对苯加氢有催化活性的金属有rh,pt,w,ni,fe,pd,co等。本发明通过简单的共沉淀法,制备得到cu-fe-al三元催化剂,将其用于苯和乙醇的转移加氢反应。在250℃苯的转化率为>99%(转化为环己烷),选择性>99%,表现出优越的催化性能和循环稳定性。本发明为苯加氢合成环己烷提供了一条经济绿色的途径。



    技术特征:

    1.cuxfeyalz多元催化剂在苯和乙醇的转移加氢反应上的应用,其特征在于,其中:x=8,0<y≤2,0<z≤2。

    2.根据权利要求1所述的应用,其特征在于,所述的cuxfeyalz多元催化剂采用共沉淀的方法制备得到。

    3.根据权利要求1或2所述的应用,其特征在于,所述的催化剂还包括ceo2,即cuxfeyalz/ceo2;优选地,ce、al的摩尔比为1:1。

    4.根据权利要求1或2所述的应用,其特征在于,所述的cuxfeyalz多元催化剂制备方法包括以下步骤:

    5.根据权利要求4所述的应用,其特征在于,步骤(1)中铜盐、铁盐、铝盐中铜、铁、铝的摩尔比为:8:1:1。

    6.根据权利要求4所述的应用,其特征在于,步骤(2)中反应的条件为:70℃-90℃,反应12h以上。

    7.根据权利要求4所述的应用,其特征在于,步骤(2)中反应前加入ceo2。

    8.根据权利要求4所述的应用,其特征在于,步骤(3)洗涤的条件为用高纯水洗涤至上清液ph为6-8。

    9.根据权利要求4所述的应用,其特征在于,步骤(3)煅烧的条件为以2℃/min的升温速率480℃煅烧2-6h。

    10.根据权利要求4所述的应用,其特征在于,步骤(3)中还原性气体还原处理工艺:氢气气氛下,2℃/min的升温速率还原2h,还原温度为200℃。


    技术总结
    本发明属于苯和乙醇的转移加氢反应技术领域,具体涉及Cu<subgt;x</subgt;Fe<subgt;y</subgt;Al<subgt;z</subgt;多元催化剂在苯和乙醇的转移加氢反应上的应用。Cu<subgt;x</subgt;Fe<subgt;y</subgt;Al<subgt;z</subgt;多元催化剂中,x=8,0<y≤2,0<z≤2。本发明通过简单的共沉淀法,制备得到Cu‑Fe‑Al三元催化剂,将其用于苯和乙醇的转移加氢反应。在250℃苯的转化率为>99%(转化为环己烷),选择性>99%,表现出优越的催化性能和循环稳定性。本发明为苯加氢合成环己烷提供了一条经济绿色的途径。

    技术研发人员:郝燕,高正,王元宝
    受保护的技术使用者:河南师范大学
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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