[發明專利]用于低溫合成甲醇的稀土元素改性催化劑無效
| 申請號： | 200810010941.8 | 申請日： | 2008-04-08 |
| 公開（公告）號： | CN101249442A | 公開（公告）日： | 2008-08-27 |
| 發明（設計）人： | 楊瑞芹;李文澤;肖林久;于曉彩;石磊 | 申請（專利權）人： | 沈陽化工學院 |
| 主分類號： | B01J23/89 | 分類號： | B01J23/89;B01J23/10;C07C29/157;C07C31/04 |
| 代理公司： | 沈陽技聯專利代理有限公司 | 代理人： | 張志剛 |
| 地址： | 110142遼寧*** | 國省代碼： | 遼寧;21 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 用于 低溫 合成 甲醇 稀土元素 改性 催化劑 | ||
技術領域
本發明涉及一種催化劑，特別是涉及一種用于低溫合成甲醇的稀土元素La、Y改性的Cu基催化劑及其制備方法。
背景技術
低溫合成甲醇技術是采用合成氣(CO/CO2/H2)為原料，Cu基氧化物為催化劑，在溶劑的存在下，通過一個新的反應途徑進而實現低溫低壓(443K，3.0MPa)下合成甲醇的目的。ICI技術的反應條件要求高，反應效率低，即反應溫度較高，CO的轉化率低，采用Cu基氧化物為催化劑的低溫合成甲醇技術與ICI技術相比，不僅降低了反應溫度，而且CO的轉化率也由ICI技術的20％提高到了50％。通過開發新型的高活性催化劑，使CO的轉化率進一步提高，從而更大程度地提高本項目預期帶來的經濟效益。
發明內容
本發明的目的在于提供一種用于低溫合成甲醇的稀土元素改性催化劑，該催化劑采用稀土元素為助劑，其可降低催化劑中金屬的表面自由能，提高金屬在催化劑表面上的分散度，提高活性金屬表面積；該催化劑對甲醇合成過程中產生的甲酸酯還原性強，可抑制反應過程中金屬粒子的遷移和長大，提高CO轉化率和甲醇選擇性。
本發明的目的是通過以下技術方案實現的：
用于低溫合成甲醇的稀土元素改性催化劑，該催化劑的組成為1％貴金屬，10％稀土元素，Cu/Zn摩爾比為1/1，其中貴金屬包括Pd、Pt、Ru，稀土元素包括La、Y；該催化劑采用共沉淀法制備，可分別得到Cu-Pd/ZnO/La2O3、Cu-Pt/ZnO/La2O3、Cu-Ru/ZnO/La2O3、Cu-Pd/ZnO/Y2O3、Cu-Pt/ZnO/Y2O3和Cu-Ru/ZnO/Y2O3催化劑。
如上所述的用于低溫合成甲醇的稀土元素改性催化劑，該催化劑的制備方法為：首先稱取6.10g?Cu(NO3)2·3H2O，7.51gZn(NO3)2·6H2O，2.32g?La(NO3)3·6H2O和0.14g?Pd(NO3)2·2H2O溶于300ml去離子水A中，再稱取12.52g的碳酸鈉溶于300ml去離子水B中，在60℃的反應溫度和快速攪拌下，同時滴加上述兩種水溶液于300ml去離子水C中，調整兩種溶液的滴加速度，使體系的保持pH值保持在8.5，2h滴完上述溶液，在60℃下繼續攪拌30min后，放置過夜。得到的沉淀物用60℃的去離子水洗滌三次，將沉淀物干燥，焙燒，得到的催化劑前驅體經造粒后，用氫氣還原，然后用氧氣進行表面鈍化，得到1％Pd、10％La含量的Cu-Pd/ZnO/La2O3催化劑。權利要求1所述的其它催化劑也用同樣的方法制備。
如上所述的用于低溫合成甲醇的稀土元素改性催化劑，在共沉淀法制備稀土元素改性催化劑時，沉淀物的干燥溫度為120℃，焙燒溫度為350℃，催化劑前驅體用5％H2還原，還原時間為10h，用1％O2表面鈍化，鈍化時間為4h。
如上所述的用于低溫合成甲醇的稀土元素改性催化劑，采用含有CO2的合成氣CO/CO2/H2為原料及上述方法制備的稀土元素改性催化劑，在低溫170℃、低壓3.0MPa下，三相漿態床合成甲醇。
本發明的優點與效果是：
1.本發明采用稀土元素為助劑，能降低催化劑中金屬的表面自由能，提高金屬在催化劑表面上的分散度，提高活性金屬表面積，抑制反應過程中金屬粒子的遷移和長大。同時，將稀土元素引入到Cu基催化劑中，將提高催化劑的穩定性。
2.由于Pd、Pt、Ru等貴金屬對甲酸酯加氫反應具有很高的活性，因此本發明將Pd、Pt、Ru等貴金屬引入到催化劑中，從而可提高低溫合成甲醇過程中的中間體甲酸酯加氫反應步驟的催化劑活性。
具體實施方式
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