[发明专利]一种用于由合成气制备低碳混合醇的铑基催化剂

说明书

技术领域

本发明涉及一种催化剂，具体地说是涉及一种用于由合成气制备低碳混合醇的铑基催化剂。

背景技术

含有2或2个以上碳原子的低碳醇类如乙醇、丙醇、丁醇等是重要的化工原料，也是一种高辛烷值、低污染的车用燃料添加剂。这些产品的传统制备方法多以粮食和石油为原料，若能从合成气一步合成，可以节约大量粮食，并充分利用贮藏丰富且价钱便宜的煤和天然气资源，应用前景广阔。

在二十世纪70年代末世界经受二次石油危机后，由合成气制备低碳醇的研究一度受到重视并取得了一定的进展，但是原料合成气单程转化率及醇的选择性均较低。近年来由于环保方面的原因，甲基叔丁基醚作为油品添加剂在一些国家和地区被禁止使用，使得低碳醇作为油品添加剂的使用价值倍增，低碳醇合成工艺的工业化重新引起燃料化工界的兴趣，而如何提高催化剂的活性和选择性以提高生产过程的效率，成为制约低碳醇合成工艺实用化和工业化的技术瓶颈。

在以合成气为原料制备低碳醇的反应中，Rh是高活性催化剂中所必需的活性金属组分，如：美国专利文献US4014913公开了以Rh-Mn/SiO₂为催化剂合成乙醇等含氧化合物；中国专利文献CN 117549A中公开了以Rh-V-M/SiO₂为催化剂合成C₂含氧化合物等。在已往的文献中大都采用SiO₂为载体，而以具有规整六角形孔结构的分子筛作为载体制备催化剂的研究还比较少。用Rh/NaY催化剂用于C₂含氧化合物的合成(徐柏庆，W.M.H.Sachtler，高等学校化学学报，1999，12(5)：794-796)，其主要产物是乙酸，而不是低碳醇，虽然乙酸的选择性较高，50％左右，但是CO转化率低，只有1％左右。中国专利文献CN1354043A公开了以MCM-41和MCM-22为载体的催化剂用于C₂含氧化合物的合成，其主要产物是乙醇、乙酸和乙醛，虽然CO转化率有所提高，但是仍然是比较低的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于由合成气制备低碳混合醇的铑基催化剂，提高CO的转化率和乙醇的选择性，使得主要产物为乙醇。

本发明是采用如下技术方案实现的：一种用于由合成气制备低碳混合醇的铑基催化剂，由活性组分和载体组成，所述活性组分为Rh，所述Rh的重量百分含量为1％-10％；所述载体为具有规则六角形孔结构的分子筛，所述分子筛的孔径大小为1nm～30nm、孔体积为1cm³/g～5cm³/g、比表面积为100m²/g～1000m²/g。

上述铑基催化剂，所述分子筛的孔径大小为5nm～10nm。

上述铑基催化剂，所述Rh的重量百分含量为5％-7％；所述分子筛的孔径大小为7.2nm～8.6nm、孔体积为0.93cm³/g～1.23cm³/g、比表面积为495m²/g～505m²/g。

上述铑基催化剂，所述活性组分还包括Fe，所述Fe的重量百分含量为1％～10％。

上述铑基催化剂，所述Rh的重量百分含量与所述Fe的重量百分含量之比为2∶1。

上述铑基催化剂，所述活性组分还包括Mn，所述Mn的重量百分含量为1％～10％。

上述铑基催化剂，所述Rh的重量百分含量与所述Mn的重量百分含量的比值为0.5～10。

上述铑基催化剂，所述分子筛为SBA-15。

上述铑基催化剂，所述分子筛是采用如下方法制备的：(1)将3g三嵌段聚合物聚乙烯醇溶于4.37mol水，加入0.00021mol杂多酸和0.0065mol盐酸，常温搅拌，加入0.031mol正硅酸乙酯，搅拌24h，转移到聚合釜中，放入烘箱，烘箱温度设置为100℃，48小时之后，冷却至室温过滤、洗涤、干燥；(2)将上述(1)中所得固体于马弗炉焙烧，升温速度1℃/min，550℃恒温6h。

上述铑基催化剂，所述铑基催化剂是用浸渍方法制备的，并在氢气中于300℃～500℃进行还原。

本发明的铑基催化剂具有以下有益的技术效果：采用本发明的铑基催化剂，在由合成气合成低碳醇反应中可以使CO的转化率和乙醇的选择性提高，使得主要产物为乙醇。

具体实施方式

实施例1

载体的制备