[发明专利]一种水相分解制备铜基催化剂的方法

说明书

技术领域

本发明属于化工技术领域，具体涉及一种水相分解制备铜基催化剂的方法。

背景技术

目前，国内外对于铜系催化剂采用的分解方法大多是热分解，即将催化剂前驱体在300℃以上进行煅烧，使含铜的复合盐分解生成相应的铜与其它金属的氧化态化合物。干燥、煅烧工段占据了大量的成本，也成为固定投资中比较昂贵的组成。一般的，这部分的成本占据催化剂制备成本的10％-14％。但对于一部分铜基催化剂，热分解并不一定是最好的分解方法。这是因为高温会在一定程度上影响铜的晶粒，降低分散均一性，进而影响催化剂寿命。

因此提供一种铜基催化剂的制备方法，工艺简单、稳定，能降低催化剂的制造成本，所得催化剂粒径分布均匀，分散性好，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明提供了一种水相分解制备铜基催化剂的方法，该方法使催化剂在水相中完成分解，干燥后即可成型，减免了煅烧过程，在降低催化剂制备成本的同时，也形成了晶形更优、粒径分布更均匀的催化剂晶粒。

本发明提供了一种水相分解制备铜基催化剂的方法，该方法包括以下步骤：

步骤1：将含铜、锌、铝的盐溶液与碱性溶液进行并流共沉淀反应，之后老化生成催化剂反应浆料；

步骤2：将步骤1中生成的反应浆料升温后缓慢加入水解助剂悬浊液进行水解；

步骤3：水解后的浆料离心过滤后，利用脱盐水反复再浆、过滤得到滤饼；

步骤4：将步骤3得到滤饼干燥，得到催化剂前驱体；

步骤5：将所述催化剂前驱体压片、成型，制得铜基催化剂。

优选地，所述步骤1中，所述含铜、锌、铝的盐为硝酸盐；所述碱性溶液为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钾或碳酸钠的水溶液。

所述步骤1中所述共沉淀的温度为65℃-80℃；所述共沉淀反应的pH值为7.5-8.5；所述老化时间为45-90分钟。

所述步骤2中的水解温度为90℃-100℃，水解时间为30-60分钟。

进一步优选地，所述步骤2中的水解温度为95℃-97℃。

优选地，所述步骤2中的水解助剂悬浊液由2-5重量份的水解助剂与3-22重量份的碱性物质混合加水制得，所述水解助剂选自铜、锌、铝、钴、镁、铁和锰的盐一种或多种，所述碱性物质选自碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠、碳酸氢钾、氢氧化钠和氢氧化钾中的一种或多种，所述水解助剂悬浊液中水解助剂的浓度为2％-10％，所述水解助剂悬浊液的加入量为所述催化剂的0.01％-0.1wt％。

所述步骤3中，将所述水解后的浆料离心过滤后加入热的脱盐水进行打浆，打浆完成后再次过滤，重复2-3次打浆和过滤，直至滤饼中的钠离子含量降至0.01wt％以下。

所述步骤5中的所述干燥可采用烘箱静态烘干，温度为105℃-135℃；也可采用喷雾干燥，进风温度为180℃-250℃。

优选地，采用所述喷雾干燥时，先将脱盐水或质量浓度为0.03-0.08％的碳酸钠水溶液加入所述步骤3所得滤饼进行胶体磨处理后，再进行喷雾干燥；所述胶体磨的间隙为0.1-1.0mm，所述脱盐水或所述碳酸钠水溶液的加入量为所述滤饼体积的1-10倍。

在固定床上对所述步骤6所得催化剂进行活性评价，所述催化剂置于反应器恒温区中部，用瓷环支撑；反应产物用气相色谱法分析。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

本发明采用水相分解制备铜基催化剂减免了煅烧环节，有效降低了能耗，使制造成本减少10％以上。采用本发明制备铜基催化剂，避免了高温对催化剂活性组分的影响，所得催化剂粒径分布均匀，分散性好，寿命优于煅烧所得催化剂。本发明工艺简单，操作简便，生产周期短，在现有的制备设备上即可完成工艺技术改造，无需改装、添加新设备，有助于产业升级。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步的详细描述，本发明的方式包括但不仅限于以下实施例。

实施例1

丁醛气相制丁醇催化剂A的制备：

称取硝酸铜144.96g，硝酸锌201.51g，硝酸铝110.62g，溶解于500ml脱盐水中，搅拌使其完全溶解，补充脱盐水并定容至2000ml，配制得到盐溶液。称取碳酸钠191.19g，溶解于500mL脱盐水中，搅拌使其完全溶解，补充脱盐水并定容至2000ml，配制得到碱溶液。