[发明专利]一种合成甲醇催化剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于合成甲醇催化剂领域，特别是涉及一种用于CO、CO2和H2合成甲醇催化剂的制备方法。

背景技术

甲醇是最基本的有机化工原料之一。近年来，甲醇需求量及生产能力持续增长，甲醇的用途也有新的发展。工业规模的甲醇一般是用含有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的方法生产。随着合成甲醇生产工艺的不断进步，人们发现Cu-Zn-Al系催化剂具有良好的低温甲醇合成活性。公开号为CN101185894A的专利文献中公开了一种铜基催化剂的制备方法，将含有铜、锌的混合溶液与碳酸盐共沉淀得到高活性母体，再加入液体铝盐与适量助剂打浆，干燥、煅烧、成型制得甲醇合成催化剂；公开号为CN101274278A的专利文献中公开了一种用于甲醇合成催化剂的制备方法，将铜、锌、铝、钛的可溶性盐共沉淀，然后使其老化，再烘干、洗涤、干燥、焙烧得到粉体催化剂。上述制备催化剂的方法，制备母体的同时将助剂添加进去，这种方式由于母体晶型的固定导致添加的助剂在催化剂表面分布很难达到均匀，影响助剂发挥作用，从而影响催化剂的整体活性和稳定性。现有技术中，公开号为CN101422730A的专利文献中公开的一氧化碳常温催化氧化剂的制备方法中公开了一种浸渍添加助剂的方法，将载体浸泡于浸渍液中一段时间，使浸渍液中的助剂组分进入载体。由于浸渍时间较长，浸渍液易受到环境中的氧气的影响，使浸渍液中的助剂组分活性降低或失活。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题在于，现有技术中的催化剂制备方法制备过程中助剂组分易失活、得到的催化剂表面助剂分布不均，从而提供了一种合成甲醇催化剂的制备方法，制备过程中助剂组分不易失活、制得的甲醇催化剂表面助剂分布均匀。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种合成甲醇催化剂的制备方法，包括如下步骤：

1)将铜、锌及铝的可溶性盐与碱金属盐的水溶液共沉淀得到母体，母体经去离子水洗涤，然后干燥、焙烧，经压片、粉碎后筛分成颗粒；

2)配制活性组分的盐溶液，将1)中所述颗粒用所述溶液在真空环境中浸渍，浸渍后的物料经干燥、焙烧后，得到成品合成甲醇催化剂。

所述步骤1)中，将铜、锌的可溶性盐混合溶液加入到碳酸氢钠溶液中，控制终点PH为6.5，老化后得到铜锌悬浊液；将碳酸氢铵溶液加入到铝的可溶性盐溶液中，然后与所述铜锌悬浊液并流混合得到母体。

所述活性组分包括钛、钾、锰中的一种或几种。

所述活性组分的盐溶液质量浓度为1％～12％。

所述步骤2)中浸渍后在100℃～130℃条件下干燥。

所述步骤2)中干燥后的物料在250℃～400℃条件下焙烧。

所述步骤2)中的焙烧时间为1～5h。

本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点，

本发明在真空条件下浸渍催化剂助剂，使得助剂以盐溶液形态浸渍到多孔载体上并渗透到内表面，形成高效催化剂，真空条件下的浸渍液不易失活，并且能够去除载体空隙中的杂质，增加载体的有效表面积，将浸渍液最大限度的浸渍到载体上，节约了浸渍液的用量，同时保证了制得的合成甲醇催化剂中高效加入了助剂钾、钛、锰；并且助剂在催化剂表面分布均匀，有效促进了活性组分的分散，同时也利于活性组分在催化剂表面均匀分布，防止催化剂的烧结，从而较高程度的提高了催化剂的整体活性和热稳定性，降低了还原温度，降低了工艺使用成本。

对于大规模生产来说，浸渍法工艺简单，尤其粒状载体浸渍法处理量大，生产能力高；活性组分分散比较均匀，利用率高，可降低催化剂成本；载体预先经过处理，有利于提高催化剂活性和稳定性。

具体实施方式

实施例1

1)将含有30g硝酸铜与11.8g硝酸锌共溶液加入到碳酸氢纳溶液中进行混合，混和后的溶液在50℃条件下进行中和至终点PH为6.5，经老化后得到铜锌悬浊液；将碳酸氢铵溶液加入到含有16.2g硝酸铝的溶液中，中和后与铜锌溶液并流混合得到母体，所述母体经去离子水洗涤，过滤至NaNO₃消失，经过反复3次压滤过程后，在100℃下干燥12个小时，然后在250℃下焙烧5小时后制备得到含有铜锌铝的混合料，经过压片、粉碎，筛分成20～40目颗粒，得到母体颗粒。

2)配制浓度为1％的碳酸钾溶液，然后在真空条件下用该溶液等体积浸渍该母体颗粒，浸渍后的物料在110℃干燥，干燥后的物料在300℃焙烧2h后得到成品催化剂C1。C1的物化性质见表1。

实施例2