[发明专利]甲醇合成催化剂

说明书

技术领域

本发明涉及主要在利用氢与一氧化碳和/或二氧化碳的反应的甲醇合成反应等中使用的铜-锌-铝类催化剂。

背景技术

在通过氢与一氧化碳和/或二氧化碳的反应合成甲醇时，作为一般的催化剂，可以使用铜类催化剂，为了催化剂的活性和强度的改良或使其制造工序合理化，提出各种催化剂制造法。

甲醇合成工艺在化学工业中是非常重要的基础工艺，从其省能源化和经济性等观点出发，不断追求高效化。在甲醇合成工艺中的最重要技术之一是提供高性能的催化剂，作为现有的催化剂，已知Cu/ZnO/Al₂O₃类催化剂(目前的工业催化剂，例如参照非专利文献1)和Cu/ZnO/SiO₂类催化剂(专利文献1)等3成分类催化剂。

甲醇是甲醛和MTBE(甲基叔丁基醚)、MMA的中间原料，除此以外，作为汽油、石油化学中间制品，还作为氢、一氧化碳、城市煤气等的原料，可以预计越来越多的需要，推测在全世界建设大型的甲醇合成工厂。

作为最近的倾向，由于考虑经济性和地球变暖，甲醇合成用的原料气体通过二段改性法或添加二氧化碳变化为富碳的原料气体组成，并且在催化剂中寻求对应于范围广泛的原料气体组成的高活性、高寿命的性能。

从二氧化碳含量高的原料气体合成甲醇时，由于反应的热力学平衡和与甲醇一起生成的水的反应阻碍效果(非专利文献2)，要求具有高于从上述合成气体合成甲醇时采用催化剂的活性的催化剂。另外，与从合成气体合成甲醇相比，从二氧化碳含量高的原料气体合成甲醇时，认为由与甲醇一起生成的水引起催化剂活性的大幅下降。因此，要求耐久性比从合成气体合成甲醇时所采用的催化剂高得多的催化剂，但上述的甲醇合成中所采用的3成分类催化剂的耐久性并不能说是充分的。

从这样的观点出发，提出铜/氧化锌/氧化铝/氧化锆类、铜/氧化锌/氧化铝/氧化锆/氧化镓类等的催化剂(专利文献2～3、非专利文献2)。但是，由于这些催化剂使用高价的锆和镓，因此，成本增加，实际状况是在实际中几乎不在商业中使用。

另外，对催化剂要求适合于大型合成反应器的操作处理强度的高性能，另外，由于在反应器结构从绝热到多管、热交换型的复杂化，催化剂粉化引起堵塞和差压上升等故障，因此，还要求能够在使用中充分耐受的高强度催化剂。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开昭63-39287号公报

专利文献2：日本特开平7-39755号公报

专利文献3：日本特开平6-312138号公报

非专利文献

非专利文献1：催化剂讲座(触媒講座)，第7卷，催化剂学会编，株式会社讲谈社发行，1989年7月20日发行，21～39页

非专利文献2：Applied Catalysis A：General，38(1996)，p311-318

发明内容

发明所要解决的课题

本发明的目的在于解决现有技术中的上述课题，提供活性、寿命和强度得到改善的甲醇合成催化剂。

用于解决课题的方法

本发明的发明人以解决上述课题为目的进行了深入的研究，结果发现了可以改善活性、寿命、强度的甲醇合成催化剂的最适组成及其沉淀的制备条件、成型条件等，从而完成了本发明。

即，本发明涉及一种甲醇合成催化剂，其特征在于，以铜、锌和氧化铝为必要成分，铜/锌的原子比范围为1～3，氧化铝含量为3～20重量％，且氧化铝源是具有假勃姆石结构的氧化铝水合物，成型为密度2.0～3.0g/ml；以及在该催化剂的存在下，使氢与一氧化碳和/或二氧化碳反应的甲醇的制造方法。

发明的效果

根据本发明，可以提供一种活性、寿命和强度得到改善的廉价的甲醇合成催化剂。

具体实施方式

以下详细说明本发明。

本发明的发明人等对具有上述所述的课题的甲醇合成催化剂进行了深入研究，结果发现了一种至少含有铜、锌和氧化铝的催化剂，作为氧化铝源，使用具有假勃姆石结构的氧化铝或氧化铝水合物，生成铜、锌沉淀，与具有上述假勃姆石结构的氧化铝水合物的氧化铝源混合后，优选进行烧制，以一定条件进行成型，由此催化剂的活性、寿命、强度得到改善，从而完成了本发明。即，本发明是以通过最佳方法制备、成型的铜-锌-铝为必要成分的甲醇合成催化剂和使用该催化剂的甲醇制造方法。

[甲醇合成催化剂]