[01529795]用AgO/CuO-MgO-SiO2四组分复合氧化物催化剂催化乙醇制丁二烯的方法

①课题来源与背景; 本课题来源于国家自然科学基金委面上基金项目（金颗粒在硅胶上的表面稳定及其催化环己烷氧化的性能,21376005）、安徽省自然科学基金青年基金（限域型贵金属纳米粒子@多孔氮化碳材料的复合设计及其甲酸脱氢性能研究,1908085QB68）,开展乙醇制丁二烯催化剂的开发; 1,3-丁二烯（以下简称丁二烯）作为重要的有机化工原料及合成橡胶的重要单体,广泛应用于合成树脂及许多石油化工产品的生产领域。目前,工业上丁二烯的主要生产方法是乙烯副产抽提法,该路线受石油资源的限制。近些年随着生物乙醇技术的进步以及乙醇来源的丰富,以可再生的乙醇为原料制丁二烯收到广泛关注。 乙醇制备丁二烯的催化剂研究工作主要集中在催化剂的比较筛选。乙醇一步法过程是前苏联的 Lebedev 院士开发并投产的,Lebedev 的一步法过程在硅胶负载氧化铜作为催化剂的作用下,反应温度在 350℃ 左右,丁二烯的最终收率可达到25%以上。基于前述的研究,本发明提出多组分氧化物催化剂的开发和设计。 ②技术原理及性能指标; 本发明公开了一种用AgO/CuO-MgO-SiO2四组分复合氧化物催化剂催化乙醇制丁二烯的方法,属于化学化工技术领域。本发明采用铜盐、镁盐、硅盐和去离子水按照一定摩尔比配置,碱液调节pH值,经浓缩、过滤、干燥、焙烧、冷却后制得CuO-MgO-SiO2三组分载体;将一定量的上述三组分载体置于一定浓度的AgNO3溶液中,在一定温度下搅拌至粘稠后,转移到烘箱中干燥,接着将其置于马弗炉中一定温度下焙烧一定时间,再通过研磨、筛分得到四组分复合氧化物催化剂。与传统的三组分催化剂不同的是,根据本发明,调节催化剂中金属四组分催化剂的物质量之比就可以制得用于催化乙醇制丁二烯的高活性四组分复合氧化物催化剂。 ③技术的创造性与先进性; 本发明使用Cu（NO3）2·3H2O、Mg（NO3）2·6H2O、Si（OC2H5）4和AgNO3为前驱体,制备AgO/CuO-MgO-SiO2四组分复合氧化物催化剂,该催化剂具有较高的活性和选择性。使用该催化剂进行乙醇制1,3-丁二烯,其转化率高达60%以上,丁二烯的收率为可达到30%以上。 ④技术的成熟程度,适用范围和安全性; 本技术在实验室开展长周期催化剂寿命考察,催化剂性能较为稳定,小试过程表现出良好的活性和稳定性,技术较为成熟,该技术适用于环己烷的综合利用,技术安全性较高。 ⑤应用情况及存在的问题; 由于催化剂成本较高和缺少相关中试放大结果,企业使用该技术生产存在一定的市场风险。