[發(fā)明專(zhuān)利]一種高穩(wěn)定性甲醇合成催化劑的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011110409.0
• 申請(qǐng)日: 2020-10-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112221509B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-10-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙安民;周菊發(fā);杜勇;孫晨;張勇;蔡洪城;惠武衛(wèi)
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 西南化工研究設(shè)計(jì)院有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): B01J23/80
• 分類(lèi)號(hào): B01J23/80;B01J37/03;B01J37/08;C07C29/154;C07C31/04
• 代理公司: 成都九鼎天元知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 51214
• 代理人: 呂玲

本發(fā)明屬于催化劑技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高穩(wěn)定性甲醇合成催化劑的制備方法。該方法采用改進(jìn)的二步沉淀法，具體包括，將硝酸鋅和硝酸鋁的混合鹽溶液與堿溶液并流沉淀及老化反應(yīng)，老化漿料經(jīng)過(guò)濾洗滌得到濾餅，將得到的濾餅分散到硝酸鋅、硝酸鋁、硝酸銅及硝酸鎂的混合鹽溶液中，得到高分散懸浮漿液，將高分散懸浮漿液與堿溶液并流沉淀及老化反應(yīng)，再經(jīng)過(guò)濾、洗滌、干燥、焙燒、壓片成型，即制得甲醇合成催化劑。本發(fā)明設(shè)計(jì)科學(xué)，方法簡(jiǎn)單，操作方便，采用本發(fā)明制備的甲醇合成催化劑可廣泛用于含CO₂、CO及H₂的合成氣在低溫、低壓條件下生產(chǎn)甲醇，該催化劑具有優(yōu)異的低溫活性、良好的水熱穩(wěn)定性、以及高選擇性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于催化劑技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高穩(wěn)定性甲醇合成催化劑的制備方法。

背景技術(shù)

甲醇作為C1化學(xué)的基礎(chǔ)有機(jī)原料，主要用于生產(chǎn)甲基叔丁基醚(MTBE)、二甲醚、甲醛、甲酸甲酯、醋酸及其衍生物、富馬酯(DMF)、汽油等，還可用作潛在的車(chē)用醇醚燃料和燃料電池的燃料等。隨著甲醇汽油的推廣應(yīng)用，甲醇蛋白、甲醇制烯烴的技術(shù)進(jìn)步及工業(yè)化突破以及二甲醚、醋酸、甲酸甲酯、碳酸二甲酯等下游產(chǎn)品不斷開(kāi)發(fā)，甲醇的需求量在不斷增加，有著光明的應(yīng)用前景。以合成氣為原料，通過(guò)液相或者氣相的催化反應(yīng)過(guò)程生產(chǎn)甲醇，是目前工業(yè)上采用的一種主要方法。在這一過(guò)程中一般使用銅基催化劑，銅被認(rèn)為是主要的活性組分。但是，單獨(dú)銅的活性很差，引入其他組分能夠較大程度上提高催化劑活性和穩(wěn)定性。目前世界上所用催化劑基本上為銅、鋅、鋁的混合氧化物。

銅基催化劑的常用制備方法是沉淀法以及一些在此基礎(chǔ)上改進(jìn)的方法，這些技術(shù)合成的銅基催化劑的活性存在很大的差異。銅基催化劑的制備方法會(huì)明顯地影響其前驅(qū)物種的結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品催化劑的相組成，最終影響催化劑的活性。目前國(guó)內(nèi)大規(guī)模甲醇裝置幾乎全部使用了國(guó)外的技術(shù)。研制性能更為優(yōu)異的甲醇催化劑、打破國(guó)外在該催化劑技術(shù)領(lǐng)域的壟斷具有現(xiàn)實(shí)意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對(duì)以上技術(shù)問(wèn)題，提供一種高穩(wěn)定性甲醇合成催化劑的制備方法。該方法制備得到的甲醇合成催化劑低溫活性好、耐熱性好、壽命長(zhǎng)且選擇性高，穩(wěn)定性好。

為了實(shí)現(xiàn)發(fā)明目的，本發(fā)明的具體技術(shù)方案為：

一種高穩(wěn)定性甲醇合成催化劑的制備方法，包括以下步驟：

將Zn²⁺、Al³⁺一起形成的沉淀物經(jīng)洗滌過(guò)濾后分散到含有Cu²⁺、Zn²⁺、Al³⁺及Mg²⁺的混合鹽溶液中，形成高度分散的懸浮漿液，然后將懸浮漿液與堿反應(yīng)，再經(jīng)過(guò)濾、洗滌、干燥、焙燒，成型制得所述甲醇合成催化劑。

進(jìn)一步地，高穩(wěn)定性甲醇合成催化劑的制備方法包括以下具體步驟：

步驟1：將硝酸鋅與硝酸鋁溶于水中，形成鋅-鋁混合鹽溶液A，將硝酸鋅、硝酸鋁、硝酸銅及硝酸鎂溶解于水中，形成銅-鋅-鎂-鋁混合鹽溶液B，將碳酸鈉溶于水中，形成堿溶液C。

步驟2：進(jìn)行第一步沉淀反應(yīng)，即攪拌作用下，向含去離子水的反應(yīng)槽中同時(shí)滴加鹽溶液A和堿溶液C，反應(yīng)生成沉淀物，待鹽溶液A滴加完畢后停止滴加堿溶液C，繼續(xù)老化一定時(shí)間。

步驟3：老化完畢后，過(guò)濾洗滌沉淀物，將過(guò)濾所得濾餅分散到混合鹽溶液B中，形成高分散的懸浮漿液D。

步驟4：進(jìn)行第二步沉淀反應(yīng)，即攪拌作用下，向含去離子水的反應(yīng)槽中同時(shí)滴加懸浮漿液D和堿溶液C，反應(yīng)生成沉淀物，懸浮漿液D滴加完畢后停止滴加堿溶液C，繼續(xù)老化一定時(shí)間。

步驟5：老化完畢后，過(guò)濾洗滌沉淀物，將過(guò)濾所得濾餅干燥。

步驟6：將干燥后的產(chǎn)物低溫分解，所得分解產(chǎn)物添加石墨，混和均勻，將混合物成型后得到甲醇合成催化劑。