[发明专利]一种合成甲硫醇的催化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种催化剂及其制备方法，具体涉及一种合成甲硫醇的催化剂及其制备方法。

背景技术

甲硫醇又称硫氢甲烷，是合成医药、农药、蛋氨酸及含硫香料的重要化工原料。甲硫醇的生产方法按原料路线分为以下几种：氯甲烷-硫化碱方法，该方法成本高、收率低、有污染。硫脲-硫酸二甲酯法，原料昂贵，生产成本高。硫氢化钠-硫酸二甲酯法，废液排放较多。甲醇-硫化氢方法原料价格低，可充分利用炼厂酸性气中的硫化氢，适合大规模生产。

目前用于甲醇与硫化氢制备甲硫醇的催化剂为负载碱金属钨酸盐的活性三氧化二铝催化剂。该催化剂选择性好，甲硫醇收率可在90%以上，但是使用该催化剂时反应温度高，需在320℃-400℃之间，并且目标产物中存在质量分数为5%-10%的甲硫醚，需后续分离。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明提供了一种以甲醇与硫化氢为原料来合成甲硫醇的催化剂及其制备方法，采用该催化剂以甲醇与硫化氢为原料来合成甲硫醇，催化剂选择性好，活性温度比现有技术低，其反应温度在230℃-260℃，甲硫醇收率在90%以上，并且目标产物中无甲硫醚产生，无需后续分离。

本发明所述的一种合成甲硫醇的催化剂，由载体、活性组分和助剂组成，所述载体为γ-Al₂O₃，所述活性组分为Fe₂O₃或MoO₃或ZnO或NiO中的一种或几种，所述助剂为碱金属氧化物或碱土金属氧化物。

之所以选择γ-Al₂O₃作为载体，是因为γ-Al₂O₃具有维持活性组分的高比面积，可以大大减小分散于其表面的活性组分的烧结，以提高催化剂的活性；所述助剂能够使得目标产物催化剂的选择性和稳定性较好。

所述催化剂中载体的重量百分数为60%-93%，助剂的重量百分数为2%-10%，活性组分的重量百分数为5%-30%。

所述γ-Al₂O₃的孔容为0.5-0.7mL/g，比表面积为240-260m²/g。采用这种结构的γ-Al₂O₃，可以大大减小分散于其表面的活性组分的烧结，以提高催化剂的活性。

所述的合成甲硫醇的催化剂，由载体、活性组分和助剂组成，所述载体为γ-Al₂O₃，所述活性组分为Fe₂O₃和ZnO，所述助剂为MgO；所述催化剂中载体的重量百分数为87%，助剂的重量百分数为3%，活性组分的重量百分数为10%。这样，由γ-Al₂O₃、Fe₂O₃、ZnO和MgO组成的催化剂，其性能较优。

更进一步，所述催化剂中活性组分为5wt%Fe₂O₃和5wt%ZnO，即活性组分Fe₂O₃与ZnO的重量比为1:1，当催化合成甲硫醇时，其催化剂的性能最优。

本发明所述合成甲硫醇的催化剂的制备方法，采用的是二次等体积浸渍法，这样避免了多组分浸渍化合物各组分之间的竞争吸附，将各个组分按顺序先后浸渍，每次浸渍后，必须进行干燥和焙烧，使之转化为不溶性的物质，这样能够防止上次浸渍在载体上的化合物在下一次浸渍时又溶解到溶液中，同时也能够提高下一次浸渍时载体的吸收量。本发明所述制备方法是先将助剂的前驱体浸渍到载体上，经一次焙烧后再采用浸渍法负载含活性组分的前驱体，经二次焙烧后得到目标产物，即合成甲硫醇的催化剂，具体步骤如下：

（1）准确称取与碱金属或碱土金属相应当量的前驱体加入去离子水中，配成相当于所述γ-Al₂O₃载体的吸水能力的体积，将配成的浸渍液均匀涂在γ-Al₂O₃载体上，将涂有浸渍液的γ-Al₂O₃载体在60-120℃下烘干6-12小时，在马弗炉中400℃-600℃下焙烧6-8小时；