[发明专利]用于甲醇气相脱水制二甲醚的氧化铝催化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于甲醇气相脱水制取二甲醚的氧化铝催化剂及其制备方法。

背景技术

二甲醚(DME)是一种无色、无毒、环境友好的化合物，在制药、农药、燃料等行业有 许多用途。特别是DME在民用燃料及车用燃料替代方面的应用已经得到实施或推广，产 生了巨大的DME市场需求，因而刺激了DME生产蓬勃发展。

目前，DME的工业生产都采用甲醇脱水法，此技术又因工艺流程不同而分为液相法 和气相法，本发明旨在提供一种新型的甲醇气相脱水催化剂。

甲醇气相脱水制二甲醚采用固体酸作为催化剂，最常用的固体酸为活性氧化铝，其次 为硅铝分子筛。氧化铝催化剂用于甲醇脱水反应的优点是稳定性好，缺点是活性较低和反 应空速低，通常需要采取一些改性手段以提高催化剂的活性，目前也有一些相关的报道， 如专利CN1125216A采用了γ-Al₂O₃作为甲醇脱水催化剂，在该催化剂中掺入了少量硅铝 分子筛和镧、锰、硅改性剂，从而获得较高的甲醇转化率和二甲醚收率；另有专利报道 (CN1368493A及CN1613558A)用硫酸盐对γ-Al₂O₃进行改性，用于甲醇气相脱水制二甲醚， 也使催化剂活性大为提高，专利CN1613558A亦采用硫改性氧化铝催化甲醇脱水制二甲 醚，在260℃、甲醇重量空速1.5小时^-1、常压的条件下，获得高于90％的甲醇转化率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是之一是现有技术中用于二甲醚合成的氧化铝催化剂存 在活性偏低、反应空速低的问题，提供一种新的用于甲醇气相脱水制二甲醚的氧化铝催化 剂，该催化剂具有活性高、能适应高反应空速的特点。

本发明所要解决的技术问题之二是提供一种与上述催化剂相适应的制备方法。

为了解决上述技术问题之一，本发明采用的技术方案如下：一种用于甲醇气相脱水制 二甲醚的氧化铝催化剂，以活性氧化铝为载体，以重量百分比计包括下列组分：

a)以氧化物计0～60％的选自Nb₂O₅或Ta₂O₅中的至少一种；

b)以氧化物计0～30％的选自MoO₃或WO₃中的至少一种；

c)余量的氧化铝；

其中a)和b)的组分含量不能同时为零。

本发明所选用的氧化铝载体优选方案选自η-Al₂O₃、γ-Al₂O₃、δ-Al₂O₃或θ-Al₂O₃中的 至少一种。负载的助剂以氧化物重量百分比计选自Nb₂O₅或Ta₂O₅中的至少一种的用量优 选范围为0.5～20％，更优选范围为1～10％；选自MoO₃或WO₃中的至少一种的用量优选 范围为0.5～20％，更优选范围为1～10％。

为解决上述技术问题之二，本发明采用的技术方案如下：一种用于甲醇气相脱水制二 甲醚的氧化铝催化剂的制备方法，包括以下步骤：

a)将选用的氧化铝粉捏合挤条成型，经干燥、焙烧、剪粒得到的氧化铝载体A；

b)将所需量的选自铌酸或钽酸中的至少一种溶于草酸溶液，得到改性剂溶液B；

c)将所需量的选自钼酸或钨酸中的至少一种溶于氨水溶液，得到改性剂溶液C；

d)将改性剂溶液B或C按所需比例喷淋到氧化铝载体A上，干燥后得到催化剂前体 D；

e)将催化剂前体D在空气气氛中300～700℃焙烧0.5～10小时得到所需催化剂。