[發(fā)明專利]一種一氧化碳變換催化劑及其制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911335819.2
• 申請(qǐng)日: 2019-12-23
• 公開（公告）號(hào): CN113083312A
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王金利;蔡進(jìn);朱艷芳;徐本剛;吳學(xué)其;張杰;黃先亮;吳琳
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中石化南京化工研究院有限公司;中國(guó)石油化工股份有限公司
• 主分類號(hào): B01J23/80
• 分類號(hào): B01J23/80;B01J23/83;C01B3/16
• 代理公司: 南京天翼專利代理有限責(zé)任公司 32112
• 代理人: 湯志武

本發(fā)明屬于催化劑技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種一氧化碳變換催化劑及其制備方法。催化劑組成為Cu、Zn、Al和助劑，助劑為L(zhǎng)i、Na、K、Rb和La中的一種或多種混合物。催化劑組成中Cu質(zhì)量含量為30%?40%，銅鋅摩爾比為1.2?1.5:1，Al質(zhì)量含量為6.5%?8.5%，助劑質(zhì)量含量為10%?12%。催化劑制備中通過(guò)添加結(jié)構(gòu)助劑和采用分步沉淀法工藝，催化劑具有更高的耐熱性能和選擇性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于催化劑技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種一氧化碳變換催化劑及其制備方法。

背景技術(shù)

1963年銅系低溫變換催化劑開始用于合成氣的生產(chǎn)，后來(lái)隨著氣體凈化技術(shù)的發(fā)展，在合成氨廠和制氫裝置中得到廣泛使用。

現(xiàn)有的銅系變換催化劑組成主要是銅鋅鋁，通常只能適應(yīng)于低溫（180-220℃）和低CO含量（5體積%）的變換反應(yīng)，對(duì)于反應(yīng)溫度高一些和CO含量高一些的變換反應(yīng)，催化劑就表現(xiàn)出耐熱性能差和選擇性低的缺點(diǎn)。一些研究學(xué)者也在嘗試在體系中添加其它助劑來(lái)提高催化劑的性能，尤其是增強(qiáng)其耐熱性性能和選擇性性能。

中國(guó)專利CN108114724A公開了一種一氧化碳水汽變換低溫催化劑的制備方法。催化劑組成為Cu-Zn/γ-Al2O3，Cu含量為20-40wt%，銅鋅摩爾比為1:1，采用分步沉淀法制備，在典型的重整氣中進(jìn)行水汽變換反應(yīng)，具有較高的活性和穩(wěn)定性。

中國(guó)專利CN105536803A公開了一種銅系一氧化碳中溫變換催化劑及其制備方法。催化劑以銅鹽、鋅鹽、鋁鹽為活性組分，制備過(guò)程采用共沉淀法工藝和特殊設(shè)備。

中國(guó)專利CN106179360A公開了一種銅鋅鋁催化劑及其制備方法。催化劑組成為CuO、ZnO、Al₂O₃，與傳統(tǒng)沉淀法相比不同在于沉淀劑溶解中加入有機(jī)溶劑。

中國(guó)專利CN101786000A公開了一種一氧化碳變換催化劑及其制備方法。催化劑組成在銅鋅鋁系基礎(chǔ)上添加了硼族元素化合物，催化劑采用共沉淀法制備。

在現(xiàn)有的研究中，催化劑的耐熱性性能得到一定提高，但是催化劑的選擇性仍然不高，影響了催化劑產(chǎn)品的市場(chǎng)推廣使用，急需開發(fā)一種具有較強(qiáng)耐熱性能和高選擇性的變換催化劑，來(lái)滿足變換反應(yīng)要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種具有較強(qiáng)耐熱性能和高選擇性的銅系一氧化碳變換催化劑的制備方法。

本發(fā)明的特點(diǎn)是催化劑組成在適宜的銅鋅摩爾比基礎(chǔ)上引入了其它助劑，增強(qiáng)了催化劑的耐熱性能，各組分采用分步沉淀，提強(qiáng)了催化劑的選擇性。

本發(fā)明提供了一種一氧化碳變換催化劑，所述催化劑組分為Cu、Zn、Al和助劑；所述助劑為L(zhǎng)i、Na、K、Rb和La中的一種或多種混合物。

催化劑組成中Cu質(zhì)量含量為20%-45%，優(yōu)選為30%-40%，銅鋅摩爾比為1.0-1.7:1，優(yōu)選為1.2-1.5:1，Al質(zhì)量含量為5%-10%，優(yōu)選為6.5%-8.5%，助劑質(zhì)量含量為7%-15%，優(yōu)選為 10%-12%。

本發(fā)明催化劑各組分采用分布沉淀法制備，具體制備步驟如下：

（1）將硝酸銅溶液以40-60ml/min勻速加入到配制好的堿性沉淀劑中進(jìn)行沉淀，中和溫度55-65℃，終點(diǎn)pH值7.0-7.1，老化0.2-0.4h；

（2）將硝酸鋅和助劑鹽的混合溶液以50-70ml/min勻速加入到配制好的堿性沉淀劑中進(jìn)行中和沉淀，中和溫度55-65℃，終點(diǎn)pH值7.1-7.3，老化0.2-0.4h；

（3）將步驟（1）所得物料和步驟（2）所得物料混合，在55-65℃條件下攪拌0.1-0.3h；

（4）將步驟（3）所得物料經(jīng)過(guò)去離子水自然沉降洗滌，加入氧化鋁粉打漿0.3-0.5h；

（5）打漿后物料經(jīng)過(guò)抽濾、干燥、碾料、造粒、焙燒、壓片成型得到催化劑。