[發明專利]合成甲醇銅基催化劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201410029208.6
• 申請日: 2014-01-22
• 公開（公告）號: CN103769112A
• 公開（公告）日: 2014-05-07
• 發明（設計）人: 馬鳳云;王曄
• 申請（專利權）人: 新疆大學
• 主分類號: B01J23/80
• 分類號: B01J23/80;C07C31/04;C07C29/154
• 代理公司: 烏魯木齊合縱專利商標事務所 65105
• 代理人: 湯建武;周星瑩

技術領域

本發明涉及CO/CO₂/H₂混合氣合成甲醇的銅基催化劑技術領域，是一種合成甲醇銅基催化劑及其制備方法。

背景技術

甲醇是最基礎的C₁產品，是生產其他有機化工產品和合成燃料的重要原料之一。煤基漿態床合成甲醇技術是21世紀現代煤化工發展最具有活力的方向之一，也是煤高效清潔轉化最具發展力的途徑之一。催化劑對CO與H₂合成甲醇的反應至關重要。研究已經證明，在無催化劑存在下，CO轉化率幾乎為零。但當有催化劑存在時，目前其轉化率超過37%。

文獻之一:《天然氣化工》2003.Vo1.28.№2.9～13由郭憲吉、陳炳義、鮑改玲、李利民發表的“不同制備方式的銅基甲醇合成催化劑的性質和結構研究”一文，在制備甲醇合成銅基催化劑中，以碳酸鈉為堿性溶液，分別采用正加、反加、和并流等三種加料沉淀方式。結果表明，并流方式制備的催化劑，甲醇時空收率及一氧化碳轉化率最高，一氧化碳轉化率最高能夠達到34%。

文獻之二:《催化學報》2006.Vol.27.№3.210～216由岑亞青、李小年、劉化章發表的“酸-堿交替沉淀法制備銅基甲醇合成催化劑”一文，也是以碳酸鈉為堿性溶液，采用了交替加料沉淀法。結果表明，一氧化碳轉化率最高達到38.5%，甲醇的選擇性達到99.72%。

文獻之三:《化工學報》2011.?Vol.62.№6.1554～1562.由李忠、張小兵、郭啟海、劉巖發表的“噴霧干燥成型溫度對漿態床合成甲醇CuO/ZuO/Al2O3催化劑活性及穩定性影響”一文中，采用并流共沉淀法，同樣也是以碳酸鈉為堿性溶液，在催化劑制備的干燥階段引入了噴霧干燥。結果表明，甲醇的時空收率和失活速率分別達到了172.7g/?kgcat.^-1h^-1和0.16%/d，一氧化碳的轉化率最高達到43.1%。

可以說沉淀法是制備銅基催化劑最常用的方法，碳酸鈉是目前制備銅基催化劑中普遍使用的堿性溶液，但是目前所制備的銅基催化劑的活性尚不盡人意，一氧化碳轉化率普遍偏低。

發明內容

本發明提供了一種合成甲醇銅基催化劑及其制備方法，克服了上述現有技術之不足，其能有效解決目前所制備的銅基催化劑的活性尚不盡人意、一氧化碳轉化率普遍偏低的問題。

本發明的技術方案之一是通過以下措施來實現的：一種合成甲醇銅基催化劑，按下述方法得到：第一步，按摩爾比例6:3:1至3:6:1計分別稱取硝酸銅、硝酸鋅和硝酸鋁，將稱取好的硝酸銅、硝酸鋅和硝酸鋁用水配制成0.1摩爾/升至1摩爾/升的硝酸鹽混合溶液；第二步，按體積比2:2:1至10:30:1分別稱取硝酸鹽混合溶液、堿性溶液和水，將硝酸鹽混合溶液和堿性溶液加入到水中進行沉淀反應至無藍色顆粒沉降，沉淀反應在溫度為65℃至75℃、PH為7至7.5條件下進行，沉淀反應完成后得到含有下層沉淀和上層清液的物料；第三步，將物料在溫度為70℃至90℃條件下老化0.8小時至1.5小時；第四步，老化完成后，將物料在溫度為100℃至120℃條件下進行真空干燥8小時至14小時，然后再在溫度為250℃至450℃條件下焙燒4小時至8小時，接著進行壓片、經過40目至60目篩篩分后得到合成甲醇銅基催化劑。

本發明的技術方案之二是通過以下措施來實現的：一種合成甲醇銅基催化劑的制備方法，按下述步驟進行：第一步，按摩爾比例6:3:1至3:6:1計分別稱取硝酸銅、硝酸鋅和硝酸鋁，將稱取好的硝酸銅、硝酸鋅和硝酸鋁用水配制成0.1摩爾/升至1摩爾/升的硝酸鹽混合溶液；第二步，按體積比2:2:1至10:30:1分別稱取硝酸鹽混合溶液、堿性溶液和水，將硝酸鹽混合溶液和堿性溶液加入到水中進行沉淀反應至無藍色顆粒沉降，沉淀反應在溫度為65℃至75℃、PH為7至7.5條件下進行，沉淀反應完成后得到含有下層沉淀和上層清液的物料；第三步，將物料在溫度為70℃至90℃條件下老化0.8小時至1.5小時；第四步，老化完成后，將物料在溫度為100℃至120℃條件下進行真空干燥8小時至14小時，然后再在溫度為250℃至450℃條件下焙燒4小時至8小時，接著進行壓片、經過40目至60目篩篩分后得到合成甲醇銅基催化劑。