[发明专利]一种用于合成气制二甲醚的催化剂及其制法和应用

权利要求书

1.一种用于合成气制二甲醚的催化剂，通过以下步骤得到：

a)甲醇合成催化剂前驱体的制备：将铜、锌和铝的硝酸盐混合溶液与碳酸钠溶液并流共沉淀，将所得沉淀溶液进行老化，所得浆液即为甲醇合成催化剂前驱体；其中硝酸盐混合溶液中所含铜、锌、铝的质量比为15-65∶10-40∶2-20；

b)改性拟薄水铝石制备：将拟薄水铝石采用含SO₄^2-的酸或盐溶液回流处理，过滤，干燥后得改性拟薄水铝石；其中SO₄^2-的质量含量为1-15％；

c)将步骤b得到的改性拟薄水铝石加入到步骤a的甲醇合成催化剂前驱体中，搅拌混合均匀后经过滤、干燥、焙烧得目标产物。

2.一种制备权利要求1所述催化剂的制备方法，其主要步骤为

a)甲醇合成催化剂前驱体的制备：将铜、锌和铝的硝酸盐混合溶液与碳酸钠溶液在50-80℃、pH＝6.0-10.0的条件下并流共沉淀，将所得沉淀溶液在60-90℃下老化1-4小时，所得浆液即为甲醇合成催化剂前驱体；其中硝酸盐混合溶液中所含铜、锌、铝的质量比为15-65∶10-40∶2-20；

b)改性拟薄水铝石制备：将拟薄水铝石采用含SO₄^2-的酸或盐溶液在50-90℃下回流处理12-72小时，过滤，干燥后得改性拟薄水铝石；其中SO₄^2-的质量含量为1-15％；

c)将步骤b得到的改性拟薄水铝石加入到步骤a的甲醇合成催化剂前驱体中，改性拟薄水铝石与所含铜、锌、铝混合氧化物的质量比为1∶1-5∶1；搅拌混合均匀后经过滤，80-150℃干燥12-72小时，再于350-700℃焙烧3-30小时，得目标产物。

3.如权利要求2所述的制备方法，其中，硝酸盐混合溶液中所含铜、锌、铝的质量比为25-50∶15-30∶5-10。

4.如权利要求2所述的制备方法，其中，步骤b中含SO₄^2-的酸或盐为H₂SO₄、Al₂(SO₄)₃、ZnSO₄、FeSO₄、(NH₄)₂SO₄、Ti(SO₄)₂或其任意比例的混合物。

5.如权利要求2所述的制备方法，其中，步骤a中共沉淀温度为60-70℃，pH值＝7.0-9.0，老化时间为1-3小时。

6.如权利要求2所述的制备方法，其中，步骤b中SO₄^2-处理拟薄水铝石的回流温度为60-80℃，回流时间为24-72小时。

7.如权利要求2所述的制备方法，其中，步骤c中加入的改性拟薄水铝石与所含铜、锌、铝混合氧化物的质量比为2∶1-4∶1。

8.权利要求1所述催化剂在合成气制二甲醚反应中的应用，将催化剂装填在固定床反应器中，在常压下用N₂稀释的H₂于250-280℃、空速1000-3000h^-1条件下还原6-8小时，降温至80-100℃后将N₂稀释的H₂切换成合成气，升温合成反应，合成反应条件为：温度200-280℃，压力1-10MPa，空速500-10000h^-1，反应时间5-10小时。

9.如权利要求8所述的应用，其中，N₂稀释的H₂按体积比组成为：N₂/H₂＝10-20/1；合成气按体积组成为：H₂/CO/CO₂＝2/1-2/0.1-2。

10.如权利要求8所述的应用，其中，合成反应条件为：温度230-260℃，压力3-5MPa，空速1000-6000h^-1。