[發明專利]一種雙金屬合成氣脫氫凈化催化劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201110181697.3
• 申請日: 2011-06-30
• 公開（公告）號: CN102302938A
• 公開（公告）日: 2012-01-04
• 發明（設計）人: 姚元根;周張鋒;喬路陽;崔國靜;潘鵬斌;林凌;覃業燕;李兆基
• 申請（專利權）人: 中國科學院福建物質結構研究所
• 主分類號: B01J23/89
• 分類號: B01J23/89;B01J35/10;C01B31/18
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技術領域

本發明屬于催化劑技術領域，特別是提供了一種雙金屬合成氣脫氫凈化催化劑及其制備方法。

背景技術??

合成氣是以一氧化碳和氫氣為主要組分,用作化工原料的一種原料氣。合成氣的原料范圍很廣,可由煤或焦炭等固體燃料汽化產生,也可由天然氣和石腦油等輕質烴類制取,還可由重油經部分氧化法生產。

合成氣的生產和應用在化學工業中具有極為重要的地位，由合成氣可以生產一系列的化學品，最主要的合成氣化學品，是用合成氣中的氫和空氣中的氮在催化劑作用下加壓反應制得的氨。氨加工產品有尿素、各種銨鹽(如氮肥和復合肥料)、硝酸、烏洛托品、三聚氰胺等，它們都是重要的化工原料。甲醇是合成氣化學品中第二大產品，是一氧化碳和氫氣在催化劑作用下反應制得的，其用途和加工產品十分廣泛。甲醇羰基化制得醋酸，是生產醋酸的主要方法；甲醇經氧化脫氫可得甲醛，進一步可制得烏洛托品，后兩者都是高分子化工的重要原料。由醋酸甲酯羰基化生產醋酐，被認為是當前生產醋酐最經濟的方法。正在開發的尚有通過二醋酸乙二醇酯制醋酸乙烯，由甲醇生產低碳烯烴，由甲醇同系化生產乙醇，由甲醇通過草酸酯合成乙二醇等工藝。合成氣在鐵催化劑作用下通過費托合成加壓反應生成烴，也可發展為生產汽油和丙酮、醇等低沸點產品。此外，正在開發中的尚有用合成氣直接合成乙二醇、乙醇、醋酸、1,4－丁二醇等重要化工產品。

結合我國缺油、少氣、煤炭資源相對豐富的資源現狀，發展以煤為原料的化工技術意義十分重大。以合成氣分離后的?CO?為原料制備多種大宗化工品，如甲醇、烯烴、芳烴、甲醛、醋酐、三聚甲醛、二甲醚、乙二醇、混合醇等近年來成為國內外研究的熱點之一，其中，煤制乙二醇是近年來煤化工領域的一項新興技術，有著重大的經濟和社會效益。該技術中的?CO?催化偶聯合成草酸酯的過程需要大量高度凈化的?CO?氣體原料。由水煤氣變壓吸附分離或深冷技術分離得到的工業?CO?原料氣體不可避免帶有一定量的?H₂?殘余，影響了后續的羰基合成反應，即使?1?%?左右的?H₂?殘余也會對催化劑的性能產生嚴重負面影響，如副產物多、催化劑壽命短等等。因此，如何方便經濟地去除工業?CO?氣體中少量?H₂?從而獲得符合后續反應要求的?CO?氣體是發展羰基合成工業的一個重要技術難題。

目前國內外用于去除工業CO?氣體中少量?H₂?的工藝和催化劑制備報道很少，本發明的目的是提供一種高效的雙金屬合成氣脫氫凈化催化劑及催化劑制備方法，經過催化脫氫后可把工業?CO?氣體中少量?H_2?脫除到?100?ppm?以下。

發明內容

首先通過低溫焙燒和預處理獲得孔徑合適、比表面積大的優質活性氧化鋁載體，再負載金屬銅和鈀得到催化性能優越的合成氣脫氫凈化催化劑。

本發明提高一種雙金屬合成氣脫氫凈化催化劑，以金屬銅和金屬鈀為活性組分，以經過預處理的活性氧化鋁為載體，其組成式可表示為：CuO?-?PdO?/?Al₂O₃。

所述的雙金屬合成氣脫氫凈化催化劑用浸漬法制備，其制備過程如下：配制一定pH?值的硝酸溶液，根據銅的負載量，往硝酸溶液中加入一定量的可溶性銅鹽，攪拌溶解，然后將經過處理的活性多孔氧化鋁載體浸泡4?~?24?h，烘干3?~?24?h，再熱處理3?~?24?h，冷卻；配制一定pH?值的硝酸溶液，根據鈀的負載量，往硝酸溶液中加入一定量的可溶性鈀鹽，攪拌溶解，然后將上一步驟得到的氧化鋁載體浸泡4?~?24?h，烘干3?~?24?h，再熱處理3?~?24?h，冷卻。

所述的硝酸溶液pH值為1?~?5；控制浸泡液中銅或鈀離子的總摩爾濃度為0.?0?1?~?1.0?mol?/?l；熱處理溫度為300?~?600?℃。

所述的活性多孔氧化鋁載體的預處理方法為：將顆粒直徑為1?~?6?mm的活性氧化鋁顆粒進行焙燒，緩慢升溫到?400?~?1000?℃，恒溫?2?~?10?h后冷卻，冷卻后的氧化鋁載體用濃度為?1?~?5?%的稀硝酸在?40?~?80?℃?浸泡?3?~?12?h?后洗滌至中性，烘干。

所用的銅鹽可用硝酸銅、硫酸銅、磷酸銅、醋酸銅、鹵化銅或乙酰丙酮銅，所用的鈀鹽可用硝酸鈀、醋酸鈀、鹵化鈀或乙酰丙酮鈀，硝酸溶液可用鹽酸、硫酸、磷酸或醋酸代替。