[发明专利]由合成气直接制备二甲醚的催化剂

说明书

技术领域：本发明属于催化技术领域，具体涉及一种同时具有甲醇合成和甲醇脱水制二甲醚的双功能催化剂。

背景技术：制取二甲醚的传统的工业方法是在固体酸(包括各类沸石)催化剂上进行甲醇脱水反应，如美国专利US707606、US4560807，日本专利JP123672、JP124172，以及欧洲专利EP305256、EP107317等都对甲醇脱水进行过报导。近年来；以合成气为原料直接制取二甲醚的新技术愈来愈受到重视，如美国专利US4177167、US4098809，日本专利JP0228036等都对合成气在金属复合催化剂上转化为以二甲醚为主的二甲醚与甲醇混合物的工作进行过报导。由于合成气直接制二甲醚的双功能催化剂主要由两部分组成，即甲醇合成组分和甲醇脱水组分。用于甲醇合成的铜基组分活性适宜温度范围为230-285℃，而用于甲醇脱水的γ-Al₂O₃，适宜温度范围为300-350℃，所以，运用他们研制的催化剂时，二甲醚选择性低，耐热性能也欠佳。

发明内容：本发明的目的是提供一种具有更高的转化率和选择性的由合成气直接制二甲醚的双功能催化剂。

本发明催化剂的组成主要包括：重量百分含量为30％-70％的金属氧化物及重量百分含量为25％-85％的酸性组分，其中金属氧化物为氧化铜、氧化锌、氧化铬、氧化铈中的一种或两种或两种以上的混合物，酸性组分为分子筛、氧化铝、磷酸铝中的一种或两种或两种以上的混合物。

本发明适用于合成气(合成气组成满足(CO+CO₂)/(H₂-CO₂)＝10％-50％)直接合成二甲醚的催化剂制造方法，

本发明催化剂中适宜的金属氧化物重量含量：CuO为20％-40％，ZnO  为15％-30％。

具体实施方式：下面结合实施例对本发明进行进一步描述。

实施例：

1.酸性脱水组分制备：将自制或商品假勃姆石在温度550℃条件下恒温焙烧3h，制得γ-Al₂O₃。

2.催化剂B组分制备：称取70gγ-Al₂O₃，6g假勃姆石，将γ-Al₂O₃与假勃姆石混合均匀制得催化剂B组分。

3.催化剂C的制备：称取180g硝酸铜，96g硝酸锌，溶液加入239g碳酸钠和76g催化剂B组分，沉淀沉积物在110℃烘干，350℃焙烧3h，压成Φ5×5mm圆柱型，即为催化剂C。

4.催化剂C的性能测定：将上述催化剂C破碎并进行筛分，筛取0.42-1.18mm颗粒4ml装入反应器，以氮气为载气，氢气为还原剂，氢气含量9.6％，还原气空速1500h^-1，把反应器的出口阀全部打开，用进口阀调节还原气量，常压还原。还原温度达到260℃后，降温至200℃，准备原料气的切换。催化剂C的反应压力4.0MPa，反应温度300℃，空速1490h^-1，合成气H₂/CO摩尔比比率为3.85，CO转化率81.75％，二甲醚选择性93.56％，甲醇选择性6.44％。

比较例：

1.催化剂D的制备：称取180g硝酸铜，96g硝酸锌溶液，加入239g碳酸钠和6g假勃姆石，沉淀物在110℃烘干，再加70gγ-Al2O3研磨均匀，350℃焙烧3h，压成Φ5×5mm圆柱型，即为催化剂D。

2.催化剂D的性测定：在上述实施例4的反应装置上装填4ml催化剂D，粒度为0.42-1.18mm，采用与上述实施例4中完全相同的还原条件和反应条件。催化剂D的主要反应结果为：CO转化率72.50％，二甲醚选择性75.25％，甲醇选择性24.75％。

以上结果表明，本发明的二甲醚双功能催化剂，不仅可以从合成气直接制二甲醚和甲醇的混合物，而且具有更高的转化率和选择性，效果更好。