[发明专利]一种铜基合成甲醇催化剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于催化剂技术领域，涉及一种铜基合成甲醇催化剂新的制备方法。 

背景技术

甲醇作为基本的化工原料和环保动力型燃料，广泛地用于甲醛、乙醇、醋酸、甲基叔丁基醚、医药、农药、车用燃料等方面。其可由气体原料天然气和油田气、液体原料石脑油和渣油以及固体原料煤炭等经部分氧化或蒸汽转化法制得合成气，再经净化、合成、精馏制得。工业甲醇一般是用含有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产生。催化剂采用Cu-Zn-Al体系，其中铜、锌氧化物被称为活性母体，氧化铝为载体，该体系催化剂不仅在较低的操作压力下具有良好的低温甲醇合成活性，并且合成的甲醇杂质含量较低，有利于节能，因此这一体系被广泛使用。 

目前采用一种或几种含钠的碱（如：碳酸氢钠、氢氧化钠或碳酸钠等）作为母体的沉淀剂获得的母体（即铜、锌的可溶性盐混合溶液与碱性沉淀剂反应，得到铜、锌沉淀与载体结合，经一系列后续工序制成的铜锌铝滤饼，即三元母体）溶液中含大量可溶性的Na⁺离子。文献研究发现：随着催化剂含Na₂O量的减少，热稳定性在提高；催化剂中Na₂O含量>0.5%时还会影响到催化剂的初活性。其主要原因是Na⁺易偏析于催化剂表面，覆盖活性中心，同时也会堵塞孔道，另外过高的Na⁺还易产生副反应。 

发明内容

本发明的目的是提出一种铜基合成甲醇催化剂新的制备方法。 

用本发明方法制备的铜基合成甲醇催化剂具有比传统方法制备的催化剂更低的杂质钠含量，催化剂具有更好的性能，能满足更高的需要。 

本发明催化剂的制备方法主要包括以下步骤：采用一种或几种含钠的碱作为母体的沉淀剂获得铜基合成甲醇催化剂三元母体，通过喷雾干燥进行造粒，喷雾干燥粒子经过气流输送进入煅烧炉进行初次煅烧，然后用去离子水对初次煅烧后粒子进行多次洗涤，洗涤过滤后粒子经烘干、二次煅烧进入打片成型工序，最终即制得本铜基合成甲醇催化剂。 

一般地，所述母体沉淀剂为氢氧化钠、碳酸钠或碳酸氢钠中的一种或几种。 

制备过程中，喷雾干燥粒子初次煅烧温度控制在200~400℃；初次煅烧粒子用去离子水进行多次洗涤，洗涤水温度控制在40~80℃；初次煅烧后粒子经过洗涤后进行二次煅烧，温度应控制在120~400℃。 

具体实施方式

以下的实例用以进一步说明本发明的内容： 

实例1

采用碳酸氢钠作为母体的沉淀剂获得的铜基合成甲醇催化剂三元母体通过喷雾干燥进行造粒，喷雾干燥粒子经过气流输送进入煅烧炉在190℃下进行初次煅烧，初次煅烧时间30分钟；然后用与初次煅烧后粒子等体积的80℃去离子水洗涤五次，洗涤后粒子放入120℃烘箱中烘干；350℃温度对粒子进行二次煅烧，二次煅烧时间30分钟；最后经打片成型工序制得本铜基合成甲醇催化剂Cat1。

实例2 

采用碳酸钠作为母体的沉淀剂获得的铜基合成甲醇催化剂三元母体通过喷雾干燥进行造粒，喷雾干燥粒子经过气流输送进入煅烧炉在350℃下进行初次煅烧，初次煅烧时间30分钟；然后用与初次煅烧后粒子等体积的55℃去离子水洗涤五次，洗涤后粒子放入120℃烘箱中烘干；最后经打片成型工序制得本铜基合成甲醇催化剂Cat2。

实例3 

采用氢氧化钠作为母体的沉淀剂获得的铜基合成甲醇催化剂三元母体通过喷雾干燥进行造粒，喷雾干燥粒子经过气流输送进入煅烧炉在270℃下进行初次煅烧，初次煅烧时间30分钟；然后用与初次煅烧后粒子等体积的55℃去离子水洗涤五次，洗涤后粒子放入120℃烘箱中烘干；330℃温度对粒子进行二次煅烧，二次煅烧时间30分钟；最后经打片成型工序制得本铜基合成甲醇催化剂Cat3。

实例4 

采用碳酸氢钠和碳酸钠混合液作为母体的沉淀剂获得的铜基合成甲醇催化剂三元母体通过喷雾干燥进行造粒，喷雾干燥粒子经过气流输送进入煅烧炉在300℃下进行初次煅烧，初次煅烧时间30分钟；然后用与初次煅烧后粒子等体积的40℃去离子水洗涤五次，洗涤后粒子放入120℃烘箱中烘干；320℃温度对粒子进行二次煅烧，二次煅烧时间30分钟；最后经打片成型工序制得本铜基合成甲醇催化剂Cat4。

比较例