本技術(shù)涉及一種乙腈加氫催化劑及其制備方法和應(yīng)用，屬于化學(xué)化工領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

1、乙腈是丙烯氨氧化制備丙烯腈的副產(chǎn)物，大約占丙烯腈產(chǎn)量的2.5％～4％。由于乙腈的市場(chǎng)需求量有限，導(dǎo)致乙腈大量積壓，不僅給生產(chǎn)丙烯腈廠家?guī)チ撕艽蟮膸齑鎵毫Γ€使得資源未能得到良好利用。將乙腈加氫制得乙胺類化合物，不僅能夠充分利用到副產(chǎn)物乙腈，還能實(shí)現(xiàn)乙胺類化合物生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性和綠色化。

2、胺類化合物具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值。例如：乙胺被廣泛用于農(nóng)藥、抗氧化劑、橡膠促進(jìn)劑、離子交換樹脂、表面活性劑、飛機(jī)燃料、洗滌劑、潤(rùn)滑劑以及化妝品和醫(yī)藥品等的生產(chǎn)，也可用作有機(jī)溶劑和冶金選礦劑。二乙胺是溶劑和化工原料中間體，可用于制備藥物普魯卡因、氯喹、尼可剎米、可拉明及磺胺等類藥，也可用于生產(chǎn)農(nóng)藥、染料、橡膠硫化促進(jìn)劑、選礦藥劑、紡織助劑、殺菌劑、緩蝕劑、阻聚劑和抗凍劑等。三乙胺通常用于有機(jī)合成，最常見的是和酰氯反應(yīng)生成酯和酰胺。三乙胺還可以用于脫鹵化氫反應(yīng)和斯文氧化反應(yīng)。三乙胺和羧基酸形成鹽，可用作殺蟲劑。三乙胺制備的季銨化合物主要用于生產(chǎn)紡織印染助劑和染料。三乙胺還可用作聚碳酸酯的催化劑、四氟乙烯的阻聚劑、橡膠硫化促進(jìn)劑、脫漆劑、和制備醫(yī)藥等。

3、目前工業(yè)上腈類加氫催化劑主要以raney?ni為主，但是其制備過程中涉及堿抽濾而產(chǎn)生環(huán)境污染，且催化活性低，催化劑易碎，因而壽命短，且容易導(dǎo)致反應(yīng)氣堵塞。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本技術(shù)的目的在于提供一種乙腈加氫催化劑。

2、本技術(shù)的一個(gè)方面，提供了一種乙腈加氫催化劑，所述乙腈加氫催化劑為過渡金屬改性的pt負(fù)載型催化劑；

3、所述過渡金屬改進(jìn)中采用的過渡金屬前驅(qū)體為含有過渡金屬元素的氧化物；

4、所述過渡金屬元素選自鈦、釩、錳、鐵、鈷、鎳、銅中至少一種；

5、所述乙腈加氫催化劑還包括載體；

6、所述載體選自γ-al2o3、sio2、mor分子篩、zsm-5分子篩中的至少一種。

7、本技術(shù)中，所述過渡金屬選自鈦(ti)、釩(v)、錳(mn)、鐵(fe)、鈷(co)、鎳(ni)、銅(cu)等金屬氧化物中的一種或幾種的混合物。

8、可選地，所述乙腈加氫催化劑中，所述過渡金屬的質(zhì)量百分含量為所述催化劑質(zhì)量的0.1％～10％，其中，所述過渡金屬的質(zhì)量以所述過渡金屬元素的質(zhì)量計(jì)。

9、可選地，所述過渡金屬的質(zhì)量百分含量獨(dú)立地選自0.1％、0.5％、1％、2.5％、5％、7.5％、10％中的任意值或上述任意兩點(diǎn)間的任意范圍值。

10、可選地，所述乙腈加氫催化劑中，pt與活性元素的摩爾比為1:0.1～1:1。

11、可選地，所述pt與活性元素的摩爾比獨(dú)立地選自1:0.1、1:0.25、1：0.5、1：0.75、1：1中的任意值或上述任意兩點(diǎn)間的任意范圍值。

12、本技術(shù)的另一個(gè)方面，提供一種上述乙腈加氫催化劑的制備方法，所述制備方法包括：

13、(1)將載體焙燒i，獲得焙燒i后的載體；

14、(2)將含有pt前驅(qū)體的溶液等體積浸漬所述焙燒i后的載體，焙燒ii，獲得pt負(fù)載型催化劑；

15、(3)將含有過渡金屬前驅(qū)體的溶液等體積浸漬所述pt負(fù)載型催化劑，焙燒iii，還原，獲得所述乙腈加氫催化劑。

16、可選地，所選載體至少為γ-al2o3、sio2、mor分子篩和zsm-5分子篩中的至少一種。

17、可選地，所述焙燒i的溫度為450～600℃；所述焙燒i的時(shí)間為1～10h；

18、所述焙燒i在空氣或氮?dú)鈿夥障逻M(jìn)行。

19、可選地，所述焙燒i的溫度獨(dú)立地選自450℃、500℃、550℃、600℃中的任意值或上述任意兩點(diǎn)間的任意范圍值。

20、可選地，所述焙燒i的時(shí)間獨(dú)立地選自1h、2h、5h、8h、10h中的任意值或上述任意兩點(diǎn)間的任意范圍值。

21、可選地，所述含有pt前驅(qū)體的溶液中，pt前驅(qū)體的濃度為0.01wt％～1wt％；

22、所述pt前驅(qū)體選自氯鉑酸、硝酸鉑、四氨合硝酸鉑中的至少一種。

23、可選地，所述pt前驅(qū)體的濃度獨(dú)立地選自0.01wt％、0.05wt％、0.2wt％、0.4wt％、0.6wt％、0.8wt％、1wt％中的任意值或上述任意兩點(diǎn)間的任意范圍值。

24、可選地，所述焙燒ii的溫度為450～600℃，所述焙燒ii的時(shí)間為1～10h；

25、所述焙燒ii在空氣氣氛下進(jìn)行。

26、可選地，所述焙燒ii的溫度獨(dú)立地選自450℃、500℃、550℃、600℃中的任意值或上述任意兩點(diǎn)間的任意范圍值。

27、可選地，所述焙燒ii的時(shí)間獨(dú)立地選自1h、2h、5h、10h中的任意值或上述任意兩點(diǎn)間的任意范圍值。

28、可選地，所述含有過渡金屬前驅(qū)體的溶液中，過渡金屬前驅(qū)體的濃度為0.01wt％～1wt％；

29、所述過渡金屬前驅(qū)體選自硝酸鐵、硝酸鈷、硝酸鎳、硝酸銅中的至少一種。

30、可選地，所述過渡金屬前驅(qū)體的濃度獨(dú)立地選自0.01wt％、0.05wt％、0.1wt％中的任意值或上述任意兩點(diǎn)間的任意范圍值。

31、可選地，所述含有過渡金屬前驅(qū)體的溶液由過渡金屬前驅(qū)體在50～80℃的條件下溶解在水中攪拌獲得。

32、可選地，所述焙燒iii的溫度為450～600℃，所述焙燒iii的時(shí)間為1～10h；

33、所述焙燒iii在空氣氣氛下進(jìn)行。

34、可選地，所述焙燒iii的溫度獨(dú)立地選自450℃、500℃、600℃中的任意值或上述任意兩點(diǎn)間的任意范圍值。

35、可選地，所述焙燒iii的時(shí)間獨(dú)立地選自1h、5h、10h中的任意值或上述任意兩點(diǎn)間的任意范圍值。

36、可選地，所述還原的條件為：在還原性氣氛下，300～500℃的條件下還原1-5h。

37、可選地，所述還原性氣氛選自氫氣、一氧化碳中的至少一種。

38、作為一種具體的實(shí)施方式，所述制備方法至少包含以下步驟：

39、1)稱取一定質(zhì)量的載體，置于馬弗爐內(nèi)在550℃下焙燒1～10h；

40、2)按照pt的目標(biāo)負(fù)載量及載體的飽和吸水量，計(jì)算浸漬前驅(qū)物溶液的目標(biāo)濃度，根據(jù)目標(biāo)濃度稱取一定量的鉑前驅(qū)物溶解到去離子水中配置成前驅(qū)物溶液。將該溶液滴加到所選載體上至吸附飽和，然后靜置，干燥，焙燒后得到所需pt負(fù)載型催化劑；

41、3)按照一定的質(zhì)量百分比計(jì)算過渡金屬前驅(qū)體的用量并稱取相應(yīng)的過渡金屬前驅(qū)體，50-80℃的條件下溶解在去離子水中攪拌均勻配制過渡金屬前驅(qū)體溶液；

42、4)將步驟3)配制的溶液以等體積浸漬法滴加到步驟2)制得的pt負(fù)載型催化劑；

43、5)將步驟4)中所得催化劑經(jīng)干燥，高溫焙燒后通入還原性氣體在300-500℃的條件下還原1-5h，即可得到過渡金屬改性的pt負(fù)載型催化劑。

44、所述制備過程中，采用分步浸漬依次將活性組分pt和過渡金屬負(fù)載到載體上。

45、作為另一種具體的實(shí)施方式，所述乙腈加氫催化劑的制備方法為分步浸漬法，具體包括以下步驟：

46、1)稱取10g催化劑載體，將其放在馬弗爐內(nèi)空氣氣氛下550℃焙燒4h，然后測(cè)出相應(yīng)載體的吸水量；

47、2)按照一定的質(zhì)量百分比計(jì)算氯鉑酸的用量并稱取相應(yīng)的氯鉑酸，將其溶解在去離子水中配置成相應(yīng)溶液；

48、3)按照步驟1)中測(cè)得的載體飽和吸水量，將2)中制得的溶液滴加進(jìn)載體中；

49、4)將步驟3)浸漬制得的催化劑，放入陶瓷坩堝中，在室溫下陰干24h，然后放于鼓風(fēng)干燥箱中干燥12h，后置于馬弗爐內(nèi)空氣氣氛焙燒1h冷卻至室溫下取出備用；

50、5)按照一定的質(zhì)量百分比計(jì)算過渡金屬前驅(qū)體的用量并稱取相應(yīng)的過渡金屬前驅(qū)體混合物，50-80℃的條件下溶解在去離子水中攪拌均勻配制過渡金屬前驅(qū)體溶液；

51、6)將步驟5)中所得前驅(qū)體溶液滴加到步驟3)所得的pt負(fù)載型催化劑中直至吸附飽和，在室溫下陰干24h，然后放于鼓風(fēng)干燥箱中干燥12h，最后放入馬弗爐內(nèi)在550℃下焙燒4h。

52、本技術(shù)的又一個(gè)方面，提供一種上述乙腈加氫催化劑在乙腈加氫反應(yīng)中的應(yīng)用，所述應(yīng)用包括：

53、含有乙腈、氫氣的原料與乙腈加氫催化劑接觸，反應(yīng)獲得乙胺。

54、可選地，所述原料中，乙腈和氫氣摩爾比為15：1～1：1。

55、可選地，所述乙腈和氫氣摩爾比獨(dú)立地選自15:1、10:1、5：1、1:1中的任意值或上述任意兩點(diǎn)間的任意范圍值。

56、可選地，所述乙腈的質(zhì)量空速為0.2～2h-1。

57、可選地，所述乙腈的質(zhì)量空速獨(dú)立地選自0.2h-1、0.5h-1、0.8h-1、1h-1、1.2h-1、1.5h-1、1.8h-1、2h-1中的任意值或上述任意兩點(diǎn)間的任意范圍值。

58、可選地，所述反應(yīng)的溫度為150-200℃；

59、所述反應(yīng)的壓力為0.2～5mpa。

60、可選地，所述反應(yīng)的溫度獨(dú)立地選自150℃、160℃、170℃、180℃、190℃、200℃中的任意值或上述任意兩點(diǎn)間的任意范圍值。

61、可選地，所述反應(yīng)的壓力獨(dú)立地選自0.2mpa、0.5mpa、1mpa、1.5mpa、2mpa、2.5mpa、3mpa、3.5mpa、4mpa、4.5mpa、5mpa中的任意值或上述任意兩點(diǎn)間的任意范圍值。

62、可選地，所述反應(yīng)在固定床反應(yīng)器中進(jìn)行。

63、可選地，所述還原處理的條件為：在氫氣氣氛下，400～550℃的溫度條件下還原處理1～10h。

64、本技術(shù)能產(chǎn)生的有益效果包括：

65、(1)本技術(shù)制備的乙腈催化劑為過渡金屬改性的pt負(fù)載型催化劑。所述催化劑用于乙腈加氫反應(yīng)，有效提高了乙腈的轉(zhuǎn)化率，因此具有較好的工業(yè)應(yīng)用前景。

66、(2)采用該催化劑在溫和的反應(yīng)條件下能夠有效催化乙腈加氫制乙胺。本技術(shù)的負(fù)載型催化劑在乙腈加氫反應(yīng)中具有乙腈轉(zhuǎn)化率高等優(yōu)良的反應(yīng)性能，反應(yīng)條件溫和、操作簡(jiǎn)單、催化劑易于制備可回收利用。