[发明专利]改进型铜基甲醇合成催化剂的制备方法

说明书

技术领域

一种铜基甲醇合成催化剂的制备方法，属催化剂技术领域。

背景技术

甲醇作为基本的化工原料和环保动力型燃料，广泛地用于甲醛、乙醇、醋酸、甲基叔丁基醚、医药、农药、车用燃料等方面。其可由气体原料天然气和油田气、液体原料石脑油和渣油以及固体原料煤炭等经部分氧化或蒸汽转化法制得合成气，再经净化、合成、精馏制得。工业甲醇一般是用含有H₂、CO、CO₂的合成气在一定压力和温度并有催化剂存在的条件下反应产生。催化剂采用Cu-Zn-Al体系，其中铜、锌氧化物被称为活性母体，氧化铝为载体，该体系催化剂不仅在较低的操作压力下具有良好的低温甲醇合成活性，并且合成的甲醇杂质含量较低，有利于节能，因此这一体系被广泛使用。

采用碳酸氢钠、氢氧化钠或碳酸钠作为二元母体的沉淀剂获得的母体溶液中含大量可溶性的Na⁺离子。文献研究发现：随着催化剂含Na₂O量的减少，热稳定性在提高；催化剂中Na₂O含量>0.5%时还会影响到催化剂的初活性。其主要原因是Na⁺易偏析于催化剂表面，覆盖活性中心，同时也会堵塞孔道，另外过高的Na⁺还易产生副反应。

发明内容

本发明的目的是提出一种改进型铜基甲醇合成催化剂制备方法。

本发明的主要技术方案：改进型铜基甲醇合成催化剂的制备方法，其特征是在催化剂二元母体制备过程中添加杂质置换助剂，得到低杂质含量的高性能母体，然后与载体混合打浆，干燥，煅烧、成型。

一般地，所述制备方法中二元母体沉淀过程中所用的沉淀碱液为氢氧化钠、碳酸钠或碳酸氢钠中的一种或几种。

添加杂质置换助剂为氢氧化钾、碳酸钾或碳酸氢钾中的一种或几种；以摩尔计，添加的杂质置换助剂量为1~5g。

常见的制备方法是，在一定温度下，将 Cu(NO₃)₂和Zn(NO₃)₂混合溶液，与含钠的碱性溶液进行沉淀，在沉淀过程中添加杂质置换助剂，控制中和过程的温度50～80℃， pH值6～8，强力搅拌，反应10～30分钟后得到的料浆即低杂质含量的高性能母体，加入氧化铝载体，经洗涤、过滤、烘干、焙烧、成型等工序制成铜系甲醇合成催化剂样品。

用本发明方法制备的甲醇合成催化剂具有比传统方法制备的催化剂更低的杂质钠含量，催化剂具有更好的选择性及物化性能，能满足更高的需要。

具体实施方式

以下的实例用以进一步说明本发明的内容：

实例1

将1L含有120gCu(NO₃)₂和115gZn(NO₃)₂的A溶液，加热至70～90℃待用。将210gNaHCO₃和3g杂质置换助剂KOH溶解于3L去离子水中制成溶液B，加热至70～86℃待用。搅拌下将溶液A加入溶液B，中和过程控制温度在65～85℃，控制终点pH值6.5～8.0，母浆经自然沉降数遍，至洗涤水滴入硫酸二苯胺10滴不蓝。

实例2

将1L含有120gCu(NO₃)₂和115gZn(NO₃)₂的A溶液，加热至70～90℃待用。将210gNaHCO₃溶解于3L去离子水中制成溶液B，加热至70～86℃待用。搅拌下将溶液A加入溶液B，中和过程控制温度在65～85℃，控制终点pH值6.5～8.0，母浆变色时加入4g杂质置换助剂K₂CO₃，母浆经自然沉降数遍，至洗涤水滴入硫酸二苯胺10滴不蓝。

实例3

将1L含有120gCu(NO₃)₂和115gZn(NO₃)₂的A溶液，加热至70～90℃待用。将210gNaHCO₃溶解于3L去离子水中制成溶液B，加热至70～86℃待用。搅拌下将溶液A加入溶液B，中和过程控制温度在65-85℃，控制终点pH值6.5～8.0，母浆变色老化后经自然沉降数遍，至洗涤水滴入硫酸二苯胺10滴不蓝后向料浆中加入3.5g杂质置换助剂KHCO₃，母液静置12h。