[發明專利]一種用于合成氣制低碳醇的催化劑及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202110391625.5
• 申請日: 2021-04-12
• 公開（公告）號: CN113117692A
• 公開（公告）日: 2021-07-16
• 發明（設計）人: 劉志強;魏曉娜;陳詩通;李文雙;王闖;李麗;袁龍
• 申請（專利權）人: 正大能源材料（大連）有限公司
• 主分類號: B01J23/89
• 分類號: B01J23/89;C07C29/158;C07C31/08
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 王玉

1.一種用于合成氣制低碳醇的催化劑，其特征在于，包括多元金屬氧化物（Cu²⁺Co²⁺M²⁺）M³⁺，以及負載的Rh和堿金屬助劑，其中M²⁺包括Mn²⁺、Zn²⁺、Mg²⁺、Ni²⁺、Ca ²⁺中的一種或幾種，M³⁺包括Al³⁺、Fe³⁺、Ga³⁺、La³⁺、Cr³⁺中的一種或幾種。

2.根據權利要求1所述的一種用于合成氣制低碳醇的催化劑，其特征在于，所述堿金屬包括K、Na、Cs、Li中的一種或幾種，所述堿金屬的負載量為多元金屬氧化物的0.01wt%～2wt%。

3.根據權利要求1所述的一種用于合成氣制低碳醇的催化劑，其特征在于，所述Rh的負載量為多元金屬氧化物的0.01wt%～3wt%。

4.根據權利要求1所述的一種用于合成氣制低碳醇的催化劑，其特征在于，所述多元金屬氧化物中，以金屬元素計，Cu、Co、M²⁺、M³⁺總的質量百分含量為100%，其中各組份質量百分比為：Cu 20～60%、Co 10～45%、M²⁺ 10～50%、M³⁺ 10～50%。

5.根據權利要求1-4任意一項所述的一種用于合成氣制低碳醇的催化劑的制備方法，其特征在于，包括：通過共沉淀方法制備類水滑石前體，并以此前體制備多元金屬氧化物，再采用等體積浸漬方式將Rh及堿金屬浸漬到多元金屬氧化物上，干燥、焙燒后得到所需的催化劑。

6.根據權利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述浸漬時間為10～24小時，在60～80℃干燥6～20小時，在300～500℃焙燒3～5小時。

7.根據權利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述Rh選擇硝酸銠或氯化銠其中一種，所述堿金屬包括K、Na、Cs、Li的硝酸鹽或氯化物，選擇其中一種或幾種。

8.根據權利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述多元金屬氧化物的制備方法包括：

以水為溶劑，將所用金屬鹽溶于去離子水中，總離子摩爾濃度為0.3～2.0M，此為A溶液；

稱取Na₂CO₃、K₂CO₃中的一種，另稱取NaOH、KOH中的一種，兩者同時溶于去離子水中混合，配制成沉淀劑，其中Na₂CO₃或K₂CO₃的摩爾量為[M³⁺]的1.5～2.5倍，NaOH或KOH的摩爾量為（[Cu]+ [Co] +[ M²⁺]）的1.5～2.8倍，且總摩爾濃度0.5～2.0M，此為B溶液；

將配制好的A、B溶液同時滴加到四口燒瓶中共沉淀，沉淀物在60～90℃下老化3～24h，洗滌、干燥、焙燒后得到多元金屬氧化物。

9.根據權利要求8所述的制備方法，其特征在于，所述滴加速度為2～10ml/min，PH為8～9，反應溫度60～90℃，攪拌轉速300～700rpm；采用等量去離子水洗滌5～10次，在60～80℃干燥6～20小時，在300～500℃焙燒3～5小時。

10.權利要求1-4任意一項所述的一種用于合成氣制低碳醇的催化劑的應用，其特征在于，以H₂體積含量為20～100%的H₂ 、N₂混合成的還原氣，在氣體空速200～1000h^-1、壓力0.05～1.0Mpa、溫度300～550℃的條件下對該催化劑還原3～6小時；還原后的催化劑降溫至反應溫度，進行合成氣制低碳醇反應，反應原料氣中H₂/CO的摩爾比為1～3，反應壓力為2～5Mpa，反應溫度200～330℃，反應氣體空速為3000～12000 h^-1。