[发明专利]一种铜基催化剂的制备方法

说明书

技术领域：一种铜基催化剂的制备方法，属催化剂技术领域。

背景技术：甲醇作为一种重要的基本有机化工原料和清洁燃料，广泛应用于有机合成、 染料、医药、农药、涂料、汽车和国防工业中。其下游产品主要有甲醛、醋酸、甲基叔丁 基醚、醋酸甲酯、二甲醚、甲酸甲酯、汽油添加剂等。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。

据文献报道在Cu基甲醇合成催化剂制备过程中加入含量较少第四组份如V、Mn等， 会提高甲醇合成催化剂的催化活性。该工艺过程为铜、锌的可溶性盐混合溶液与沉淀剂反 应，得到铜、锌沉淀即活性母体，再加入载体氧化铝，经洗涤、过滤、烘干、焙烧、成型 等工序制成催化剂。铜、锌的可溶性盐有硝酸盐、醋酸盐等。沉淀剂可以是碳酸盐(钠、 钾、铵等)，也可以是氢氧化钠、氢氧化钾、氨水等。用此方法制备的甲醇合成催化剂活 性母体，基本可以满足生产的需要，但距更高要求尚有距离。

发明内容：本发明的目的是提出一种新的Cu基甲醇合成催化剂制备方法。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高的甲醇合成活性及耐热性， 催化剂中铜、锌组分间均匀分散程度更高，相互作用更强，这种作用对提高Cu基甲醇合 成催化剂性能有重要影响；催化剂具有更好的物化性能，能满足更高的需要。

本发明是这样来实现的：将Cu(NO₃)₂和Zn(NO₃)₂的混合溶液，与酸式碳酸盐溶液进 行沉淀反应，强力搅拌，得到高活性母体，后与大表面载体混合打浆，干燥，煅烧、成型 制得，其特征是在母体制备过程中添加助剂，得到高性能母体。

本发明一般添加的助剂为乙二醇，二乙胺，甘油、硬脂酸镁、活性炭中的一种或几种。 添加的助剂含量0.5～10％(wt)。

一般地本发明的实现主要包括以下步骤：在一定温度下，将一定浓度的Cu(NO₃)₂和 Zn(NO₃)₂混合溶液，与适当浓度和温度的酸式碳酸盐溶液进行沉淀，在沉淀过程中添加适 量的助剂，控制中和过程的温度和pH值，强力搅拌，反应适当时间后得到的料浆即高活 性母体，后与大表面载体混合打浆，干燥，煅烧、成型制得催化剂成品。

本发明所用的酸式碳酸盐可以是碳酸氢钠、钾、铵其中的一种也可以是其中的两种或 三种的混合物溶液。

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1-1：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℃，在中和过程中均匀添加10g乙二醇，控制终 点pH值6.5～8.0。

实例1-2：制备过程同例1-1，但在中和过程中添加3.0g乙二醇。

实例2-1：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℃，在中和过程中均匀添加3.01g甘油，控制终点 pH值6.5～8.0。

实例2-2：制备过程同例3-1，但在中和过程中均匀添加3.01g甘油和3.02g乙二醇混合 物。