[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

本发明涉及一种合成甲醇催化剂的制备方法，属催化剂技术领域。

背景技术

甲醇是一种重要的有机化工原料，也是清洁代用燃料。近年来，受需求拉动煤化工国产化技术装备相继取得突破，我国甲醇需求量不断提高，推动甲醇产能迅猛提高。2010年我国甲醇产能已超过38400kt/a，产能、产量、消费量均为世界第一。预计至2015年，产能将达到50000kt/a。

甲醇行业已发展成为对国民经济具有重要影响的行业，而甲醇企业的经济效益除受市场因素影响外，很大程度上取决于所使用的甲醇催化剂性能的好坏。因此，研发生产性能优良的合成甲醇催化剂对推动甲醇行业的技术进步和经济效益的提升意义非常显著。

目前合成甲醇催化剂的制备工艺为铜、锌的可溶性盐混合溶液与沉淀剂反应，得到铜、锌沉淀，再加入载体，经洗涤、过滤、烘干、碾料、造粒、焙烧、成型等工序制成催化剂。工业生产中一般采用共沉淀、倾泻法洗涤料浆、板框压滤、碾压、造粒、粒子煅烧、添加润滑剂、打片成型等工艺，制造合成甲醇催化剂。该制造工艺技术存在的主要问题是：倾泻法洗涤料浆，耗水量大、成本高，容易出现跑料，造成物料损失大及环境污染；粒子煅烧后添加润滑剂，润滑剂混合不均匀导致裂片较多、成型困难，最终影响催化剂产品质量；生产过程中固体物料使用人工搬运，劳动强度较大、效率低，易造成粉尘污染。

发明内容

本发明的目的是提出一种改进的合成甲醇催化剂的制备方法。使用本发明的制备方法可减轻劳动强度、降低生产成本，提高催化剂生产连续化作业程度，制备的甲醇合成催化剂传统方法相比，可显著降低催化剂的堆积密度，提高催化剂的强度。

本发明的主要思路是：通过采用卧式螺旋离心机洗涤过滤、喷雾干燥造粒过程中添加润滑剂、气流输送，取代现有生产工艺中倾泻法洗涤料浆、煅烧后添加润滑剂、人工搬运等制备半成品物料工序，减轻劳动强度、降低生产成本，提高催化剂生产连续化作业程度。

本发明的技术方案：主要包括配料共沉淀、半成品物料制备、打片成型步骤，其主要改进是在半成品物料制备中催化剂母体采用卧式螺旋离心机洗涤，喷雾干燥造粒过程中添加润滑剂，固体物料输送方式为气流输送。

一般地，本发明方法中采用卧式螺旋沉降离心机，主要由高速旋转的转鼓，与转鼓转向相同、并形成一定转速差的螺旋，差速器以及机座等部件组成。当悬浮液进入离心机转鼓内腔后，高速旋转的转鼓产生强大的离心力，固相颗粒由于密度大，产生的离心力也大，因此物料被沉降在转鼓内壁上，形成环形固相层；而水的密度较小，离心力也小，只能在固环层内侧形成液环层。由于螺旋和转鼓的转速不同，二者存在相对运动（即差转速），通过螺旋把沉积在转鼓内壁的固相推向转鼓小端出口处排出，分离出的水从转鼓的另一端排出。从而实现固、液相自动、连续的分离。

合成甲醇催化剂打片成型过程中需要添加润滑剂，以使片剂容易脱模，现有生产工艺中润滑剂在催化剂半成品煅烧后添加，使用机械拌料方式将润滑剂混合于催化剂粒子中，该方式由于两种物料的粒子大小、比重均相差较大，从而导致润滑剂混合不均匀，打片成型过程中断裂片较多，催化剂强度波动大。采用本发明的润滑剂添加方式，可有效的将润滑剂均匀分布于催化剂粒子中，减少断裂片，并显著降低了催化剂堆积密度，提高了催化剂强度。

合成甲醇催化剂生产过程中涉及到固体物料的输送问题，如喷雾干燥后粒子→煅烧设备，煅烧后粒子→打片成型，现有生产工艺均使用人工进行搬运，劳动强度大、效率低，易造成粉尘污染，并且搬运过程中易导致物料损耗。而本发明方法采用气流输送则能有效地解决这些问题，从气流输送的输送机理和应用实践均表明它具有一系列的优点：输送效率高，设备结构总体较简单，维护管理方便，易于实现自动化以及有利于环境保护等。特别是用于工厂车间内部输送时，可以将输送过程和生产工艺相结合，这样有助于简化工艺过程的设备。为此，可大大地提高劳动生产率、降低成本和减少占地空间。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明加以详细描述。

实施例

使用本发明方法在中试装置上生产某工业定型催化剂，该催化剂主要成分为铜、锌、铝金属盐，采用卧式螺旋离心机洗涤催化剂母体，洗涤效果见表1。

表1  洗涤出水Cu^2＋、Zn^2＋、Na₂O含量