[發明專利]一種由合成氣直接合成乙醇的催化劑及其制法和應用

有效

• 申請號: 201910529977.5
• 申請日: 2019-06-19
• 公開（公告）號: CN110280261B
• 公開（公告）日: 2023-01-13
• 發明（設計）人: 譚猗生;孫凱;解紅娟;武應全;張濤;潘俊軒;王立言
• 申請（專利權）人: 中國科學院山西煤炭化學研究所
• 主分類號: B01J23/889
• 分類號: B01J23/889;B01J37/03;B01J37/08;B01J37/18;C07C29/156;C07C31/08
• 代理公司: 北京睿智保誠專利代理事務所(普通合伙) 11732
• 代理人: 周新楣

1.一種由合成氣直接合成乙醇的催化劑，其特征在于：各組分重量百分比分別為：Cu：10~60%，Co：20~50%，Mg：1~10%，Mn：5~30%，M：10~40%；

M代表金屬氧化物M₂O₃，所述金屬為鋁、鐵、鉻、鎵中的一種或幾種；

所述的由合成氣直接合成乙醇的催化劑的制備方法，制備步驟如下：

1）以水為溶劑，按催化劑組成稱取可溶性銅鹽、鈷鹽、鎂鹽及錳鹽,再稱取可溶性鋁鹽、鐵鹽、鉻鹽、鎵鹽中的一種或幾種，制成0.05~0.2M混合鹽水溶液，記作A溶液；

2）制備濃度為0.1~0.8M的氫氧化鈉水溶液和0.05~0.3M的碳酸鈉水溶液，將二者按體積比為1:1~3:1混合，記作B溶液；

3）將蒸餾水加入到三口燒瓶中，加熱至30~100 °C，在200~800 轉/分鐘的攪拌下，將A和B溶液同時緩慢加入到三口燒瓶中共沉淀；沉淀后，在沉淀溫度30~100 °C下冷凝回流6~48 h；

4）將步驟3）中所得的漿狀溶液，過濾，用蒸餾水和乙醇的混合溶液洗滌5~10次，30~100°C干燥10~48 h，得層狀催化劑前驅體；將催化劑前驅體在單一氣氛中焙燒，得成品催化劑；

所述氣氛為空氣、氮氣或氫氣的單一氣氛，焙燒溫度為400~800 °C，焙燒時間為2~8 h。

2.根據權利要求1所述的由合成氣直接合成乙醇的催化劑，其特征在于：步驟3）中，將A和B溶液同時以2~5 mL/min的滴加速率緩慢加入。

3.根據權利要求1所述的由合成氣直接合成乙醇的催化劑，其特征在于：步驟4）中，蒸餾水和乙醇的體積比為10:1~ 15：1。

4.根據權利要求1所述的由合成氣直接合成乙醇的催化劑，其特征在于：所述的可溶性銅鹽為硝酸銅、乙酸銅或檸檬酸銅中的一種；所述的可溶性鈷鹽為硝酸鈷、乙酸鈷或檸檬酸鈷中的一種。

5.根據權利要求1所述的由合成氣直接合成乙醇的催化劑，其特征在于：所述的可溶性錳鹽、鎂鹽、鋁鹽、鐵鹽、鉻鹽、鎵鹽分別為：硝酸錳、硝酸鎂、硝酸鋁、硝酸鐵、硝酸鉻和硝酸鎵。

6.一種權利要求1所述的由合成氣直接合成乙醇的催化劑在由合成氣直接合成乙醇中的應用。

7.根據權利要求6所述的應用，其特征在于：以H₂體積含量為5%～100%的H₂、N₂組成的還原氣，在氣體空速200～400 h^-1，還原壓力為0.05～4 MPa，還原溫度400～600 ℃的條件下對催化劑還原3～6 h；還原后的催化劑通入H₂/CO的摩爾比為1～3的合成氣反應，在反應壓力為2～5MPa，反應溫度為200～310 °C，空速為3000～10000 h^-1的條件下發生合成反應。

8.根據權利要求6所述的應用，其特征在于：醇類產物分布集中：C₁+C₂+C₃≥90 wt%，乙醇在醇分布中占60 wt%以上。