本發(fā)明涉及銅鉍催化劑領(lǐng)域,尤指一種用于制備1,4-丁炔二醇的含載體銅鉍催化劑及其制備方法。
背景技術(shù):
1,4-丁炔二醇(BYD)是催化加氫制備1,4-丁二醇(BDO)的重要中間體,BDO是一種重要的精細(xì)化工產(chǎn)品,主要用于生產(chǎn)四氫呋喃(THF)、γ-丁內(nèi)酯(GBL)、聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚氨酯(PU)、共聚多酯醚(COPEs)、聚四甲撐乙二醇醚、N-甲基吡咯烷酮(NMP)、聚乙烯吡咯烷酮等。近年來,PBT主要用于PBT改性、PBT拉絲、PBT拉膜、光纖護套等領(lǐng)域,在增強改性后可廣泛應(yīng)用于汽車制造、電子電氣、儀器儀表、照明用具、家電紡織、機械和通訊等領(lǐng)域。此外,還用于合成維生素B6、農(nóng)藥、除草劑及溶劑、増濕劑、増塑劑、醫(yī)藥中間體、鏈增長劑和膠粘劑等。因此BDO需要量有望大大增加。
BYD目前工業(yè)上普遍采用的改良Reppe法(又稱炔醛法)是甲醛和乙炔在催化劑的作用下于淤漿床反應(yīng)器內(nèi)進行反應(yīng)制備,公認(rèn)的催化劑是銅鉍催化劑,以銅為主要活性組分,以鉍的氧化物為助劑,反應(yīng)過程中,活性組分先被甲醛還原,還原生產(chǎn)的Cu+進一步與乙炔作用形成炔銅絡(luò)合物催化活性中心,鉍用來抑制銅的過度還原,進而阻止乙炔聚合物的形成。
目前工業(yè)上應(yīng)用的銅鉍催化劑分為無載體和含載體型銅鉍催化劑兩種。無載體銅鉍催化劑主要包括CuO-Bi2O3納米粉體及孔雀石結(jié)構(gòu)銅鉍催化劑。主要應(yīng)用于改良Reppe法Invista(前DuPont)工藝生產(chǎn)BYD。專利CN1118342報道了以CuO-Bi2O3為前體的無載體催化劑,專利US4085151介紹了一種孔雀石催化劑,專利US4107082報道了一種含鉍2-5%的孔雀石催化劑,專利US4584418在含鉍孔雀石催化劑制備過程中添加硅酸以提高催化劑活性。專利CN1049300報道了一種由堿式碳酸鉍和硅酸及孔雀石晶體組成的銅鉍催化劑,提高了催化劑的壽命和活性。雖然不含載體銅鉍催化劑比較容易活化,廢催化劑回收相對比較容易,但由于不含載體,催化劑活性組分分散度較差,有效利用率低,催化劑磨損嚴(yán)重,活性組分容易流失,導(dǎo)致催化劑壽命較短,同時流失的銅鉍離子會嚴(yán)重影響后續(xù)加氫固定床雷尼鎳催化劑的使用壽命。
含載體銅鉍催化劑,載體以含硅物質(zhì)為主。主要應(yīng)用于改良Reppe法ISP工藝和Frontech工藝生產(chǎn)BYD。使用壓力稍高。專利US2232867報道了一種負(fù)載型Cu/SiO2催化劑,該催化劑以硅藻土、硅膠等為載體,專利US3920759介紹了一種硅鎂復(fù)合氧化物為載體的銅鉍催化劑。專利CN102125856公布了一種以高嶺土為載體的銅鉍催化劑。專利CN102950014報道了以氧化硅為載體的銅鉍催化劑。專利CN103480382介紹了以酸化納米二氧化硅為載體的銅鉍催化劑。專利CN104069864公布了以Fe3O4-MgO-SiO2為載體的磁性銅鉍催化劑。專利CN103157500公布了以介孔分子篩為載體的銅鉍催化劑。專利CN102658158報道了以C-MgO-SiO2為載體的銅鉍催化劑。雖然載體的存在增加了活性組分的分散度及催化劑的耐磨性能,但含載體銅鉍催化劑仍存在一定的不足,比如載體硅酸鎂不穩(wěn)定,在反應(yīng)過程中會發(fā)生溶解,壽命短,催化劑用量多,氧化銅含量較高,易發(fā)生團聚,由于載體與銅物種之間較強的相互作用是氧化銅的還原比較困難,部分銅物種無法轉(zhuǎn)化為活性中心炔銅絡(luò)合物,造成銅資源浪費,同時由于含有載體,催化劑再生和回收比較困難。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
為解決上述問題,本發(fā)明提供一種用于制備1,4-丁炔二醇的含載體銅鉍催化劑及其制備方法,催化劑顆粒均勻度高,活性組分高度分散,耐磨性好,使用過程不易流失,易活化,炔化反應(yīng)中甲醛轉(zhuǎn)化率高,BYD選擇性高,副產(chǎn)物丙炔醇低。
為實現(xiàn)上述目之一,本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種用于制備1,4-丁炔二醇的含載體銅鉍催化劑,包括以下質(zhì)量百分比組分:二氧化硅為35-60%,氧化鋁為5-20%,銅氧化物為20-55%,氧化鉍為1-8%;催化劑粒度范圍為1-35微米。
為實現(xiàn)上述目之二,本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種用于制備1,4-丁炔二醇的含載體銅鉍催化劑的制備方法,包括以下步驟:
A.硅鋁的沉淀:將可溶性硅源及可溶性鋁源混合,在攪拌條件下調(diào)節(jié)pH得到硅鋁復(fù)合氧化物漿料,可溶性硅源的水溶液質(zhì)量濃度為1-30%,可溶性鋁源的水溶液質(zhì)量濃度為1-25%,漿液pH范圍在6.5-8.5。沉淀溫度為30-90℃;
B.銅鉍的沉淀:采用離子水將銅的可溶性鹽溶解形成質(zhì)量百分濃度為5-25%的銅鹽水溶液,鉍的可溶性鹽溶于10-30%的硝酸水溶液,然后與銅鹽水溶液混合均勻,在攪拌條件下與質(zhì)量百分濃度5-30%的無機堿的水溶液并流加入到步驟A得到硅鋁復(fù)合氧化物漿料中,調(diào)節(jié)漿料溶液pH值在7.0-8.0,得到混合沉淀物,沉淀溫度為30-90℃,時間0.5-2小時;
C.沉淀物的還原:在攪拌條件下加入還原劑,還原劑的加入量為還原劑與銅離子的摩爾比為0.01-1.0:1,還原溫度20-60℃,時間為0.5-12小時;
D.沉淀物的陳化和洗滌:在靜置條件下對沉淀物進行陳化,洗滌方式為打漿洗滌或者淋洗或者水力旋流器洗滌,然后液固分離得到沉淀物;其中所述陳化溫度30-90℃,時間0.5-12小時,洗滌溫度為25-80℃,洗滌用去離子水洗滌,洗滌液中電導(dǎo)率小200μs/cm停止洗滌,抽濾或板框壓濾或離心脫除水分,得到沉淀物;
E.沉淀物的干燥:D中得到的沉淀物經(jīng)過冷凍,然后抽真空進行干燥,冷凍時間2-12小時,冷凍溫度為-18℃~-4℃,干燥真空度為≥-0.08MPa;
F.沉淀物的焙燒:將步驟E中得到干燥的沉淀物在空氣氣氛中進行高溫焙燒,焙燒溫度300-500℃,時間3-8小時,冷卻后得到成品。
具體地,步驟A中,可溶性硅源為酸性硅溶膠、堿性硅溶膠、硅酸鈉、正硅酸乙酯中的一種;可溶性鋁源硝酸鋁、硫酸鋁、偏鋁酸鈉中的一種;可溶性硅源粒度為10-15nm,酸性可溶性硅源pH為2-4,堿性可溶性硅源pH為8-11。
具體地,可溶性硅源和可溶性鋁源為酸性溶液時,采用無機堿調(diào)節(jié)溶液pH,在可溶性硅源和可溶性鋁源為堿性溶液時,采用無機酸調(diào)節(jié)溶液pH,無機堿或無機酸的水溶液質(zhì)量濃度為1-20%;所述無機堿為碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸氫鈉、碳酸氫鉀、氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉與氫氧化鈉的混合物中的一種,無機酸為鹽酸、硝酸、硫酸中的一種。
具體地,所述銅的可溶性鹽為硝酸銅、硫酸銅、醋酸銅、氯化銅中的一種;鉍的可溶性鹽為硝酸鉍、氯化鉍、硫酸鉍、醋酸鉍中的一種。
具體地,步驟C中,還原劑為水合肼、甲醛、甲酸鈉、硼氫化鈉、硼氫化鉀中的一種,還原劑水溶液濃度為1-10wt%。
為實現(xiàn)上述目之三,本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種用于制備1,4-丁炔二醇的含載體銅鉍催化劑的制備方法,其特征在于,包括以下步驟:
A.銅鉍的浸漬:將銅的可溶性鹽用去離子水溶解形成質(zhì)量百分濃度為5-25%的銅鹽水溶液,鉍的可溶性鹽溶于10-30%的硝酸水溶液,在攪拌條件下加入到含有氧化硅和氧化鋁載體的溶液中,浸漬溫度30-90℃,時間1-4小時,氧化硅和氧化鋁載體溶液總的的質(zhì)量百分濃度為1-30%;
B.銅鉍的沉淀:將步驟A中得到的漿料用質(zhì)量百分濃度5-30%的無機堿的水溶液調(diào)節(jié)漿料溶液pH值至在7.0-8.0,得到混合沉淀物,沉淀溫度為30-90℃,時間0.5-2小時;
C.沉淀物的還原;在攪拌條件下加入還原劑,還原劑的加入量為還原劑與銅離子的摩爾比為0.01-1.0:1,還原溫度20-60℃,時間為0.5-12小時;
D.在靜置條件下對沉淀物進行陳化,洗滌方式為打漿洗滌或者淋洗或者水力旋流器洗滌,然后液固分離得到沉淀物;其中所述陳化溫度30-90℃,時間0.5-3小時,洗滌溫度為25-80℃,洗滌用去離子水洗滌,洗滌液中電導(dǎo)率小200μs/cm停止洗滌,抽濾或板框壓濾或離心脫除水分,得到沉淀物;
E.沉淀物的干燥:D中得到的沉淀物經(jīng)過冷凍,然后抽真空進行干燥。冷凍時間2-12小時,冷凍溫度為-18℃~-4℃,干燥真空度為≥-0.08MPa;
F.沉淀物的焙燒:將步驟E中得到干燥的沉淀物在空氣氣氛中進行高溫焙燒,焙燒溫度300-500℃,時間3-8小時,冷卻后得到成品。
具體地,步驟A中,氧化硅,粒度1-5微米,孔容1.5-2.5ml/g;所述氧化鋁為α-氧化鋁,孔徑20-50nm,粒度1-5微米。
本發(fā)明還提供一種用于制備1,4-丁炔二醇的含載體銅鉍催化劑的應(yīng)用,將含載體銅鉍催化劑30克和35%的甲醛溶液150毫升放入反應(yīng)釜內(nèi),溫度80℃,通入300mL/min的乙炔氣體,對催化劑進行活化5.5小時,活化后升溫至90℃,進行甲醛炔化反應(yīng),乙炔分壓0.2MPa,流量500mL/min,每隔2小時進行取樣,分離催化劑后溶液,采用氣相色譜(GC)分析樣品組成,得出甲醛轉(zhuǎn)化率、BYD選擇性及副產(chǎn)物丙炔醇含量,反應(yīng)時間12小時。
本發(fā)明的有益效果在于:
(1)本發(fā)明所述含載體銅鉍催化劑炔化反應(yīng)時間短,甲醛轉(zhuǎn)化率高,BYD選擇性高,副產(chǎn)物丙炔醇選擇性低;
(2)本發(fā)明所述含載體銅鉍催化劑顆粒均勻,活性組分高度分散,易活化;
(3)本發(fā)明所述含載體銅鉍催化劑耐磨性好,使用過程不易粉化,使用過程流失少;
(4)本發(fā)明所述無載體銅鉍催化劑制備工藝簡單,易于工業(yè)化。
具體實施方式
除非另作定義,權(quán)利要求書和說明書中使用的技術(shù)術(shù)語或者科學(xué)術(shù)語應(yīng)當(dāng)為本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)具有一般技能的人士所理解的通常意義。
下面通過具體的實施例對本發(fā)明作進一步的說明,但本發(fā)明不限于下述具體實施方式。
實施例1
將500毫升質(zhì)量百分濃度為20%的酸性硅溶膠(pH為2-4,粒度10-15nm)均勻分散于1000毫升去離子水中,加入147.2克九水合硝酸鋁,攪拌均勻后,在溫度為50℃,攪拌條件下,用質(zhì)量百分濃度為15%的無水碳酸鈉溶液調(diào)節(jié)溶液pH值到7.5,繼續(xù)攪拌6小時,并維持漿液pH值在7.0-7.5,將218.6克三水合硝酸銅溶于2000毫升去離子水中與16.6克五水合硝酸鉍用50毫升12%硝酸水溶液溶解所得硝酸鉍溶液混合均勻,在溫度50℃,攪拌條件下,與質(zhì)量百分濃度15%碳酸鈉水溶液并流加入到前面的硅鋁沉淀物漿液中,通過調(diào)節(jié)鹽溶液和堿溶液的速度,控制漿料的pH在7.5-8.0之間,加入完畢后,繼續(xù)攪拌1小時,溫度降至30℃,攪拌條件下,加入質(zhì)量百分濃度8%甲醛水溶液10毫升,繼續(xù)攪拌6小時,然后于溫度30℃條件下,靜置10小時陳化,陳化結(jié)束后通過抽濾得到濾餅,采用打漿的方式洗滌,洗滌溫度35℃,至洗滌液電導(dǎo)率小于200μs/cm,抽濾至無水滴下,在溫度為-18℃下將濾餅冷凍4小時后,真空干燥,真空度為≥-0.08MPa,將干燥后的濾餅在空氣氣氛下,馬弗爐中350℃焙燒4小時,冷卻后得到含載體銅鉍催化劑。催化劑粒度范圍1-25微米。
實施例2
將360毫升質(zhì)量百分濃度為25%的酸性硅溶膠(pH為2-4,粒度10-15nm)均勻分散于1000毫升去離子水中,加入73.6克九水合硝酸鋁,攪拌均勻后,在溫度為60℃,攪拌條件下,用質(zhì)量百分濃度為10%的氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)溶液pH值到7.0,繼續(xù)攪拌5小時,并維持漿液pH值在7.0-7.5,將273.2克三水合硝酸銅溶于2000毫升去離子水中與20.8克五水合硝酸鉍用50毫升15%硝酸水溶液溶解所得硝酸鉍溶液混合均勻,在溫度40℃,攪拌條件下,與含質(zhì)量百分濃度15%碳酸鈉及質(zhì)量百分濃度5%氫氧化鈉水溶液并流加入到前面的硅鋁沉淀物漿液中,通過調(diào)節(jié)鹽溶液和堿溶液的速度,控制漿料的pH在7.5-8.0之間,加入完畢后,繼續(xù)攪拌1.5小時,溫度為40℃,攪拌條件下,加入質(zhì)量百分濃度5%甲醛水溶液35毫升,繼續(xù)攪拌7小時,然后于溫度40℃條件下,靜置8小時陳化,陳化結(jié)束后通過抽濾得到濾餅,采用打漿的方式洗滌,洗滌溫度50℃,至洗滌液電導(dǎo)率小于200μs/cm,抽濾至無水滴下,在溫度為-18℃下將濾餅冷凍8小時后,真空干燥,真空度為≥-0.08MPa,將干燥后的濾餅在空氣氣氛下,馬弗爐中400℃焙燒3小時,冷卻后得到含載體銅鉍催化劑。催化劑粒度范圍1-25微米。
實施例3
將450毫升質(zhì)量百分濃度為20%的堿性硅溶膠(pH為9-11,粒度10-16nm)均勻分散于1000毫升去離子水中,加入160毫升質(zhì)量百分濃度20%的偏鋁酸鈉氫氧化鈉水溶液,攪拌均勻后,在溫度為55℃,攪拌條件下,用質(zhì)量百分濃度為10%的硝酸溶液調(diào)節(jié)溶液pH值到7.0,繼續(xù)攪拌5小時,并維持漿液pH值在7.0-7.5,將246.0克三水合硝酸銅溶于2000毫升去離子水中與18.7克五水合硝酸鉍用50毫升13%硝酸水溶液溶解所得硝酸鉍溶液混合均勻,在溫度40℃,攪拌條件下,與含質(zhì)量百分濃度15%碳酸鈉及質(zhì)量百分濃度5%氫氧化鈉水溶液并流加入到前面的硅鋁沉淀物漿液中,通過調(diào)節(jié)鹽溶液和堿溶液的速度,控制漿料的pH在7.0-7.5之間,加入完畢后,繼續(xù)攪拌1小時,溫度為45℃,攪拌條件下,加入質(zhì)量百分濃度5%甲醛水溶液36毫升,繼續(xù)攪拌6小時,然后于溫度40℃條件下,靜置9小時陳化,陳化結(jié)束后通過離心得到濾餅,采用打漿的方式洗滌,洗滌溫度40℃,至洗滌液電導(dǎo)率小于200μs/cm,抽濾至無水滴下,在溫度為-18℃下將濾餅冷凍5小時后,真空干燥,真空度為≥-0.08MPa,將干燥后的濾餅在空氣氣氛下,馬弗爐中380℃焙燒4小時,冷卻后得到含載體銅鉍催化劑。催化劑粒度范圍1-25微米。
實施例4
將500毫升質(zhì)量百分濃度為22%的酸性硅溶膠(pH為2-4,粒度10-15nm)均勻分散于1000毫升去離子水中,加入184.0克九水合硝酸鋁,攪拌均勻后,在溫度為65℃,攪拌條件下,用質(zhì)量百分濃度為15%的氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)溶液pH值到7.5,繼續(xù)攪拌6小時,并維持漿液pH值在7.0-7.5,將182.2克三水合硝酸銅溶于2000毫升去離子水中與10.4克五水合硝酸鉍用50毫升10%硝酸水溶液溶解所得硝酸鉍溶液混合均勻,在溫度50℃,攪拌條件下,與質(zhì)量百分濃度10%碳酸鈉水溶液并流加入到前面的硅鋁沉淀物漿液中,通過調(diào)節(jié)鹽溶液和堿溶液的速度,控制漿料的pH在7.5-8.0之間,加入完畢后,繼續(xù)攪拌1小時,溫度降至35℃,攪拌條件下,加入質(zhì)量百分濃度5%甲酸鈉水溶液250毫升,繼續(xù)攪拌8小時,然后于溫度30℃條件下,靜置12小時陳化,陳化結(jié)束后通過抽濾得到濾餅,采用水力旋流器洗滌,洗滌溫度30℃,至洗滌液電導(dǎo)率小于200μs/cm,抽濾至無水滴下,在溫度為-18℃下將濾餅冷凍10小時后,真空干燥,真空度為≥-0.08MPa,將干燥后的濾餅在空氣氣氛下,馬弗爐中350℃焙燒5小時,冷卻后得到含載體銅鉍催化劑。催化劑粒度范圍1-25微米。
實施例5
將α-氧化鋁(平均孔徑25nm,粒度1-5微米)15克和大孔氧化硅(孔容2.0ml/g,粒度1-5微米)100克加入到1000毫升去離子水中,攪拌均勻后,攪拌條件下,將233.8克三水合硝酸銅溶于2000毫升去離子水中與16.6克五水合硝酸鉍用50毫升12%硝酸水溶液溶解所得硝酸鉍溶液混合均勻后加入到含載體溶液中,浸漬溫度50℃,時間3小時,然后,攪拌條件下,將質(zhì)量百分濃度15%碳酸鈉水溶液滴加到前面漿液中,沉淀結(jié)束時漿料的pH在7.5-8.0之間,繼續(xù)攪拌1小時,溫度降至40℃,攪拌條件下,加入質(zhì)量百分濃度8%甲醛水溶液15毫升,繼續(xù)攪拌6小時,然后于溫度35℃條件下,靜置12小時陳化,陳化結(jié)束后通過抽濾得到濾餅,采用打漿的方式洗滌,洗滌溫度35℃,至洗滌液電導(dǎo)率小于200μs/cm,抽濾至無水滴下,在溫度為-18℃下將濾餅冷凍4.5小時后,真空干燥,真空度為≥-0.08MPa,將干燥后的濾餅在空氣氣氛下,馬弗爐中350℃焙燒4.5小時,冷卻后得到含載體銅鉍催化劑。催化劑粒度范圍1-35微米。
實施例6
將α-氧化鋁(平均孔徑30nm,粒度1-5微米)10克和大孔氧化硅(孔容2.2ml/g,粒度1-5微米)80克加入到1000毫升去離子水中,攪拌均勻后,攪拌條件下,將303.6克三水合硝酸銅溶于2000毫升去離子水中與20.8克五水合硝酸鉍用50毫升16%硝酸水溶液溶解所得硝酸鉍溶液混合均勻后加入到含載體溶液中,浸漬溫度60℃,時間3.5小時,然后,攪拌條件下,將含質(zhì)量百分濃度13%碳酸鈉和質(zhì)量百分濃度4%氫氧化鈉水溶液滴加到前面漿液中,沉淀結(jié)束時漿料的pH在7.5-8.0之間,繼續(xù)攪拌1.5小時,溫度降至40℃,攪拌條件下,加入質(zhì)量百分濃度8%甲醛水溶液20毫升,繼續(xù)攪拌6小時,然后于溫度35℃條件下,靜置12小時陳化,陳化結(jié)束后通過抽濾得到濾餅,采用打漿的方式洗滌,洗滌溫度35℃,至洗滌液電導(dǎo)率小于200μs/cm,抽濾至無水滴下,在溫度為-18℃下將濾餅冷凍8小時后,真空干燥,真空度為≥-0.08MPa,將干燥后的濾餅在空氣氣氛下,馬弗爐中360℃焙燒4.5小時,冷卻后得到含載體銅鉍催化劑。催化劑粒度范圍1-35微米。
實施例7
將α-氧化鋁(平均孔徑25nm,粒度1-5微米)20克和大孔氧化硅(孔容2.5ml/g,粒度1-5微米)95克加入到1000毫升去離子水中,攪拌均勻后,攪拌條件下,將312.7克三水合硝酸銅溶于2000毫升去離子水中與16.6克五水合硝酸鉍用50毫升15%硝酸水溶液溶解所得硝酸鉍溶液混合均勻后加入到含載體溶液中,浸漬溫度65℃,時間3小時,然后,攪拌條件下,將含質(zhì)量百分濃度15%碳酸鈉和質(zhì)量百分濃度3%氫氧化鈉水溶液滴加到前面漿液中,沉淀結(jié)束時漿料的pH在7.5-8.0之間,繼續(xù)攪拌1小時,溫度降至35℃,攪拌條件下,加入質(zhì)量百分濃度8%甲醛水溶液18毫升,繼續(xù)攪拌6小時,然后于溫度35℃條件下,靜置12小時陳化,陳化結(jié)束后通過抽濾得到濾餅,采用打漿的方式洗滌,洗滌溫度40℃,至洗滌液電導(dǎo)率小于200μs/cm,抽濾至無水滴下,在溫度為-8℃下將濾餅冷凍8小時后,真空干燥,真空度為≥-0.08MPa,將干燥后的濾餅在空氣氣氛下,馬弗爐中360℃焙燒4小時,冷卻后得到含載體銅鉍催化劑。催化劑粒度范圍1-30微米。
實施例8
將α-氧化鋁(平均孔徑35nm,粒度1-5微米)20克和大孔氧化硅(孔容2.5ml/g,粒度1-5微米)89克加入到1000毫升去離子水中,攪拌均勻后,攪拌條件下,將258.1克三水合硝酸銅溶于2000毫升去離子水中與12.5克五水合硝酸鉍用40毫升15%硝酸水溶液溶解所得硝酸鉍溶液混合均勻后加入到含載體溶液中,浸漬溫度65℃,時間4小時,然后,攪拌條件下,將含質(zhì)量百分濃度15%碳酸鈉和質(zhì)量百分濃度2%氫氧化鈉水溶液滴加到前面漿液中,沉淀結(jié)束時漿料的pH在7.5-8.0之間,繼續(xù)攪拌0.5小時,溫度降至35℃,攪拌條件下,加入質(zhì)量百分濃度5%甲酸鈉水溶液150毫升,繼續(xù)攪拌6小時,然后于溫度40℃條件下,靜置12小時陳化,陳化結(jié)束后通過抽濾得到濾餅,采用打漿的方式洗滌,洗滌溫度40℃,至洗滌液電導(dǎo)率小于200μs/cm,抽濾至無水滴下,在溫度為-18℃下將濾餅冷凍6小時后,真空干燥,真空度為≥-0.08MPa,將干燥后的濾餅在空氣氣氛下,馬弗爐中350℃焙燒4小時,冷卻后得到含載體銅鉍催化劑。催化劑粒度范圍1-35微米。
對比例1
將α-氧化鋁(平均孔徑35nm,粒度1-5微米)20克和大孔氧化硅(孔容2.5ml/g,粒度1-5微米)89克加入到1000毫升去離子水中,攪拌均勻后,攪拌條件下,將258.1克三水合硝酸銅溶于2000毫升去離子水中與12.5克五水合硝酸鉍用40毫升15%硝酸水溶液溶解所得硝酸鉍溶液混合均勻后加入到含載體溶液中,浸漬溫度65℃,時間4小時,然后,攪拌條件下,將含質(zhì)量百分濃度15%碳酸鈉水溶液滴加到前面漿液中,沉淀結(jié)束時漿料的pH在7.5-8.0之間,繼續(xù)攪拌0.5小時,溫度降至35℃,靜置12小時陳化,陳化結(jié)束后通過抽濾得到濾餅,采用打漿的方式洗滌,洗滌溫度40℃,至洗滌液電導(dǎo)率小于200μs/cm,抽濾至無水滴下,將濾餅110℃干燥6小時,將干燥后的濾餅在空氣氣氛下,馬弗爐中350℃焙燒4小時,冷卻后得到含載體銅鉍催化劑。催化劑粒度范圍1-70微米。
實施例1-8及對比例1中制得含載體銅鉍催化劑和工業(yè)含載體銅鉍催化劑進行炔化反應(yīng)實驗,實驗條件如下:
反應(yīng)在高壓反應(yīng)釜內(nèi)進行,將含載體銅鉍催化劑30克和35%的甲醛溶液150毫升放入反應(yīng)釜內(nèi),溫度80℃,通入300mL/min的乙炔氣體,對催化劑進行活化5.5小時,活化后升溫至90℃,進行甲醛炔化反應(yīng),乙炔分壓0.2MPa,流量500mL/min,每隔2小時進行取樣,分離催化劑后溶液,采用氣相色譜(GC)分析樣品組成,得出甲醛轉(zhuǎn)化率、BYD選擇性及副產(chǎn)物丙炔醇含量,反應(yīng)時間12小時。反應(yīng)8小時、10小時、12小時結(jié)果見表1。
表1.
由表1可知,實施例1-8與對比例1和工業(yè)樣相比,甲醛轉(zhuǎn)化率高,BYD選擇性高,副產(chǎn)物丙炔醇低。
以上實施方式僅僅是對本發(fā)明的優(yōu)選實施方式進行描述,并非對本發(fā)明的范圍進行限定,在不脫離本發(fā)明設(shè)計精神的前提下,本領(lǐng)域普通工程技術(shù)人員對本發(fā)明的技術(shù)方案作出的各種變形和改進,均應(yīng)落入本發(fā)明的權(quán)利要求書確定的保護范圍內(nèi)。