[发明专利]一种高稳定性甲醇合成催化剂的制备方法

说明书

本发明属于催化剂技术领域，具体涉及一种高稳定性甲醇合成催化剂的制备方法。该方法采用改进的二步沉淀法，具体包括，将硝酸锌和硝酸铝的混合盐溶液与碱溶液并流沉淀及老化反应，老化浆料经过滤洗涤得到滤饼，将得到的滤饼分散到硝酸锌、硝酸铝、硝酸铜及硝酸镁的混合盐溶液中，得到高分散悬浮浆液，将高分散悬浮浆液与碱溶液并流沉淀及老化反应，再经过滤、洗涤、干燥、焙烧、压片成型，即制得甲醇合成催化剂。本发明设计科学，方法简单，操作方便，采用本发明制备的甲醇合成催化剂可广泛用于含CO₂、CO及H₂的合成气在低温、低压条件下生产甲醇，该催化剂具有优异的低温活性、良好的水热稳定性、以及高选择性。

技术领域

本发明属于催化剂技术领域，具体涉及一种高稳定性甲醇合成催化剂的制备方法。

背景技术

甲醇作为C1化学的基础有机原料，主要用于生产甲基叔丁基醚(MTBE)、二甲醚、甲醛、甲酸甲酯、醋酸及其衍生物、富马酯(DMF)、汽油等，还可用作潜在的车用醇醚燃料和燃料电池的燃料等。随着甲醇汽油的推广应用，甲醇蛋白、甲醇制烯烃的技术进步及工业化突破以及二甲醚、醋酸、甲酸甲酯、碳酸二甲酯等下游产品不断开发，甲醇的需求量在不断增加，有着光明的应用前景。以合成气为原料，通过液相或者气相的催化反应过程生产甲醇，是目前工业上采用的一种主要方法。在这一过程中一般使用铜基催化剂，铜被认为是主要的活性组分。但是，单独铜的活性很差，引入其他组分能够较大程度上提高催化剂活性和稳定性。目前世界上所用催化剂基本上为铜、锌、铝的混合氧化物。

铜基催化剂的常用制备方法是沉淀法以及一些在此基础上改进的方法，这些技术合成的铜基催化剂的活性存在很大的差异。铜基催化剂的制备方法会明显地影响其前驱物种的结构和产品催化剂的相组成，最终影响催化剂的活性。目前国内大规模甲醇装置几乎全部使用了国外的技术。研制性能更为优异的甲醇催化剂、打破国外在该催化剂技术领域的垄断具有现实意义。

发明内容

本发明的目的在于针对以上技术问题，提供一种高稳定性甲醇合成催化剂的制备方法。该方法制备得到的甲醇合成催化剂低温活性好、耐热性好、寿命长且选择性高，稳定性好。

为了实现发明目的，本发明的具体技术方案为：

一种高稳定性甲醇合成催化剂的制备方法，包括以下步骤：

将Zn²⁺、Al³⁺一起形成的沉淀物经洗涤过滤后分散到含有Cu²⁺、Zn²⁺、Al³⁺及Mg²⁺的混合盐溶液中，形成高度分散的悬浮浆液，然后将悬浮浆液与碱反应，再经过滤、洗涤、干燥、焙烧，成型制得所述甲醇合成催化剂。

进一步地，高稳定性甲醇合成催化剂的制备方法包括以下具体步骤：

步骤1：将硝酸锌与硝酸铝溶于水中，形成锌-铝混合盐溶液A，将硝酸锌、硝酸铝、硝酸铜及硝酸镁溶解于水中，形成铜-锌-镁-铝混合盐溶液B，将碳酸钠溶于水中，形成碱溶液C。

步骤2：进行第一步沉淀反应，即搅拌作用下，向含去离子水的反应槽中同时滴加盐溶液A和碱溶液C，反应生成沉淀物，待盐溶液A滴加完毕后停止滴加碱溶液C，继续老化一定时间。

步骤3：老化完毕后，过滤洗涤沉淀物，将过滤所得滤饼分散到混合盐溶液B中，形成高分散的悬浮浆液D。

步骤4：进行第二步沉淀反应，即搅拌作用下，向含去离子水的反应槽中同时滴加悬浮浆液D和碱溶液C，反应生成沉淀物，悬浮浆液D滴加完毕后停止滴加碱溶液C，继续老化一定时间。

步骤5：老化完毕后，过滤洗涤沉淀物，将过滤所得滤饼干燥。

步骤6：将干燥后的产物低温分解，所得分解产物添加石墨，混和均匀，将混合物成型后得到甲醇合成催化剂。