專利名稱：加氫法制備新戊二醇用銅基催化劑及其制備方法
技術領域：
本發明涉及催化劑技術領域，特別是一種加氫法制備新戊二醇用銅基催化劑及其制備方法。
背景技術：
新戊二醇(NPG)被廣泛應用于生產各類高性能樹脂、增塑劑、合成潤滑油、表面活性劑以及布洛芬藥物等。早期的甲酸鹽法生產工藝在國外已為先進的縮合加氫法所代替， 加氫法生產新戊二醇工藝包括甲醛水溶液和異丁醛在堿性催化劑(有機胺、相轉移催化劑和陰離子交換樹脂)作用下羥醛縮合生成羥基戊醛HPA，然后將其加氫制得新戊二醇。采用的加氫催化劑主要有3類鎳系、銅系和貴金屬系催化劑。但鎳系催化劑催化活性低、 失活快，難以連續和大規模生產，所需的高溫條件增大了羥基戊醛自身縮合的幾率，降低了新戊二醇選擇性和產品質量。貴金屬系催化劑在較低溫度和壓力條件下表現出較好的活性和選擇性，但催化劑價格昂貴，生產成本高。而銅系催化劑在加氫制備新戊二醇的工藝中顯示了較好的活性和選擇性，且價格便宜，具有很好的工業化前景。在專利申請號為 200910200143. 4的中國專利發明申請中記載了一種制備新戊二醇的方法，其采用了銅基催化劑，其中銅含量為20-50重量％，催化劑中含有鉻、鈷、鋁和鋅中一種或幾種的混合物，它們的含量為1-25重量％，催化劑的載體是無機氧化物，可以是Y-氧化鋁、氧化硅和分子篩中的一種或幾種混合物。在專利號為201010229538. 1的中國專利發明申請，記載了一種新戊二醇的制備方法，其采用了銅基催化劑，銅基催化劑包括80-90份的Cu0、4-7份的MnO和 2-5份的&ι0，向羥基戊醛的濃縮液中加入濃縮液重量1% 10%的無水甲醇和濃縮液重量 0. 2% 3%的銅基催化劑，在溫度90°C 150°C、壓力在1. 5 8. 5MPa條件下對羥基戊醛進行氫化，氫化時間0. 3 2. 5h，得到包含新戊二醇的混合物。由于在加氫生成新戊二醇的反應中，反應溫度越高，反應速率越快，催化劑粒度越小，其分散面積越大，有利于加氫反應。發明內容
為了克服上述現有技術的缺陷，本發明的目的在于提供一種加氫法制備新戊二醇用銅基催化劑及其制備方法，具有在150-170°C的高溫的應用環境中高效地催化加氫的性能；并且達到降低成本和提高使用安全性的目的。
該催化劑包括粒度為1-10 μ m的粉末狀氧化銅和二氧化硅復合體，其中氧化銅為活性成分占催化劑總重量的65-80%，二氧化硅作為載體占催化劑總重量的20-35%。
作為最佳，其中氧化銅占催化劑總重量的72-80%，二氧化硅占催化劑總重量的20-28%ο
可采用下述方法進行制備該催化劑步驟一、制備氫氧化銅沉淀配制 0. 05-0. lmol/L的硫酸銅溶液，在反應器中先加入硫酸銅溶液和平均粒徑為1_2 μ m的精制硅藻土，精制硅藻土與硫酸銅溶液中硫酸銅的質量比為20-35 130-160，在35-42°C溫度條件下攪拌，隨即加入濃度為0. lmol/L的氫氧化鈉溶液，保持35-42°C溫度條件通過控制氫氧化鈉溶液的加入量將PH值調至8-11，攪拌3-5小時，攪拌速度為200-400r/min ；步驟二、 將步驟一中所得溶液經過板框壓濾機過濾得到濾餅，濾餅用喂料機輸送入氣流干燥器，烘干后經粉末分級機分離出粒度為1 10 μ m的粉末，該粉末即為加氫法制備新戊二醇用銅基催化劑。
步驟二中氣流干燥器中氣流溫度控制在100-130°C。
步驟二中濾餅先經水洗滌過濾2-4次后再在光照良好、溫度-5 37°C、相對濕度為10 60%的環境條件下，晾曬1日，晾曬完成后再送入喂料機。洗滌過程中將硫酸鈉等雜質清洗掉。
本發明的制備方法以氧化銅為活性組分，精制硅藻土為載體，以共沉淀法制備加氫法制備新戊二醇用銅基催化劑，從而達到在高溫的應用環境中高效地催化加氫生產新戊
本發明與現有技術相比，具有以下優點和突出性效果；采用本催化劑加氫法生產新戊二醇，沒有廢水產生，從而減輕了對環境的污染；本催化劑性質穩定，價格便宜，無鎳系催化劑的安全隱患；催化劑粒度越小，其分散面積越大，有利于加氫反應，故本催化劑粒度控制在1 10 μ m，本催化劑可在150-170°c溫度范圍內加氫制備新戊二醇，且新戊二醇的轉化效率達到99%以上。
具體實施方式
實施例一本實施例包括以下步驟步驟一、采用共沉淀法制備氫氧化銅沉淀，配制0. 05mol/L的硫酸銅溶液，同時配制 0. lmol/L氫氧化鈉溶液，在反應器中先加入硫酸銅溶液及精制硅藻土 (平均粒徑為2 μ m)， 精制硅藻土與硫酸銅的質量比為35 :130，在35°C溫度條件下攪拌，隨即加入配制好的氫氧化鈉溶液，將PH值調至8，攪拌3小時，攪拌速度為200r/min ；反應方程式為OiSO4 + 2NaOH -^Na7SOi +Cu{OH}7 1步驟二、將步驟一中所得溶液經過板框壓濾機過濾制成濾餅，濾餅先經水洗滌過濾2 次后再在光照良好、溫度_5°C、相對濕度為10%的環境條件下，晾曬1日，晾曬完成后再送入喂料機，用喂料機輸送入氣流干燥器，氣流溫度控制在100°C，烘干后經粉末分級機分離出粒度為1 10 μ m的粉末，該粉末為所得產品加氫法制備新戊二醇用銅基催化劑。反應方程式為Cu(piO 2 -^CuO + H2O本實施例所得的加氫法制備新戊二醇用銅基催化劑，其分子式表示為CuO-SiO2，其組分為氧化銅占催化劑總重量的65%，二氧化硅占催化劑總重量的35%。
將羥基戊醛的濃縮液中加入其重量8%的無水甲醇，然后以0. 2升/分鐘的速率輸送至10升的管式高壓反應器內，在加氫法制備新戊二醇用銅基催化劑存在、溫度160°C和壓力4. 2MPa條件下進行氫化，得到包含新戊二醇的混合物，其中加氫法制備新戊二醇用銅基催化劑(CuO-SiO2)用量為濃縮液重量的1. 0%。
對比組I 以前采用復合催化劑(如使用CuO、MnO和ZnO)，以0. 1升/分鐘的速率輸送至10升的管式高壓反應器內，在加氫法制備新戊二醇用銅基催化劑存在、溫度120°C 和壓力8. 5MPa條件下進行氫化，得到包含新戊二醇的混合物，如若提高其輸送速率，新戊二醇的轉化率明顯下降，其中銅基催化劑用量為濃縮液重量的1. 0%，銅基催化劑按重量計包括CuO 86份，MnO 7份和SiO 7份。其對比的表格如下通過氣相色譜對實施例1和對比組制得的新戊二醇混合物進行分析，其結果見表1
權利要求
1.加氫法制備新戊二醇用銅基催化劑，其特征在于，該催化劑包括粒度為1-10μπι的粉末狀氧化銅和二氧化硅復合體，其中氧化銅為活性成分占催化劑總重量的65-80%，二氧化硅作為載體占催化劑總重量的20-35%。
2.如權利要求1所述的加氫法制備新戊二醇用銅基催化劑，其特征在于氧化銅占催化劑總重量的72-80%，二氧化硅占催化劑總重量的20-28%。
3.加氫法制備新戊二醇用銅基催化劑的制備方法，其特征在于包括以下步驟步驟一、制備氫氧化銅沉淀配制0. 05-0. lmol/L的硫酸銅溶液，在反應器中先加入硫酸銅溶液和平均粒徑為1-2 μ m的精制硅藻土，精制硅藻土與硫酸銅溶液中硫酸銅的質量比為 20-35 130-160，在35-42°C溫度條件下攪拌，隨即加入濃度為0. lmol/L的氫氧化鈉溶液， 保持35-42°C溫度條件通過控制氫氧化鈉溶液的加入量將pH值調至8-11，攪拌3_5小時， 攪拌速度為200-400r/min ；步驟二、將步驟一中所得溶液經過板框壓濾機過濾得到濾餅， 濾餅用喂料機輸送入氣流干燥器，烘干后經粉末分級機分離出粒度為1 10 μ m的粉末，該粉末即為加氫法制備新戊二醇用銅基催化劑。
4.如權利要求3中所述的制備方法，其特征在于步驟二中氣流干燥器中氣流溫度控制在 100-130°C。
5.如權利要求3中所述的制備方法，其特征在于步驟二中濾餅先經水洗滌過濾2-4次后再在光照良好、溫度-5 37°C、相對濕度為10 60%的環境條件下，晾曬1日，晾曬完成后再送入喂料機。
全文摘要
一種加氫法制備新戊二醇用銅基催化劑及其制備方法，首先配制硫酸銅水溶液，再向混合液中加入精制硅藻土攪拌，用氫氧化鈉調節pH值，用板框壓濾機過濾，濾餅經晾曬后用喂料機輸送入氣流干燥器，用氣流熱風干燥，干燥后包裝成成品。其組分為氧化銅占催化劑總重量的65-80%，二氧化硅占催化劑總重量的20-35%。使用該催化劑沒有廢水產生，從而減輕了對環境的污染；本催化劑性質穩定，價格便宜，無鎳系催化劑的安全隱患；催化劑粒度小，其分散面積越大，有利于加氫反應，本催化劑可在150-170℃溫度范圍內加氫制備新戊二醇，且新戊二醇的轉化效率達到99%以上。
文檔編號C07C29/14GK102513107SQ201110428668
公開日2012年6月27日 申請日期2011年12月20日 優先權日2011年12月20日
發明者江津河, 許鳳杰, 魏傳明 申請人:淄博明新化工有限公司