[发明专利]一种合成甲醇催化剂的制备方法

说明书

本发明涉及一种铜锌铝合成甲醇催化剂的制备方法。将Cu(NO₃)₂和Zn(NO₃)₂混合溶液与沉淀剂进行共沉淀反应得到母体前驱体；在母体前驱体中加入质量为混合溶液中的Cu、Zn离子总质量的2%~15%的晶化剂(Zn,Cu)₅(CO₃)₂(OH)₆，制得Cu/Zn母体。母体与氧化铝载体混合打浆，经洗涤、过滤、烘干、焙烧、成型等工序制成铜系甲醇合成催化剂样品。用本方法制备的催化剂母体晶化时间短，催化剂具有更高的活性和耐热性。

技术领域

本发明涉及一种用于合成甲醇的Cu/ZnO/Al₂O₃催化剂的制备方法，属于催化剂制备技术领域。

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，在化工、医药、轻工、纺织等行业具有广泛的用途。世界基础有机化工原料中，甲醇消费量仅次于乙烯、丙烯和苯，居第四位。随着石油资源的逐渐减少，化石能源日益紧缺，石油价格不断攀升。在高油价时代，甲醇作为基础化工原料和新能源越来越受到重视。甲醇的应用领域不断地扩展，其需求量也在不断扩大，发展甲醇工业有着良好的前景。

甲醇合成催化剂是合成甲醇工业技术水平高低的关键技术之一。

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。传统的制备方法是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）分别作为母体和载体的沉淀剂获得的母体和载体。

在催化剂母体制备过程中，母体沉淀物的晶化过程十分重要。因为在沉淀完成后，沉淀物性质并没有完全固定下来，还需要一个颗粒长大、晶型完善的过程。在形成晶核后，溶质在晶核上不断沉积，晶粒不断长大，在此过程中，分子可能来不及有序地排列，从而生成非晶态粒子，而晶化过程则是沉淀物由非晶态粒子逐渐转变为有序排列的晶型的转变过程。传统的母体制备采用搅拌或静置进行陈化，分子间相互作用缓慢，晶化过程时间长，晶型不稳定，催化剂的性能不能满足更高的要求。

发明内容

本发明的目的是提出一种合成甲醇催化剂的制备方法。使用本发明的制备方法，通过向引入晶化剂可缩短催化剂母体晶化时间、提高合成甲醇催化剂活性。

本发明的主要特点是Cu、Zn二元母体制备过程中引入晶化剂。

本发明中催化剂的制备方法为：将Cu(NO₃)₂和Zn(NO₃)₂混合溶液与沉淀剂进行共沉淀反应得到母体前驱体；在母体前驱体中加入晶化剂制得Cu/Zn母体；母体与氧化铝载体混合打浆，经洗涤、过滤、烘干、焙烧、成型等工序制成铜系合成甲醇催化剂样品。

一般地，所述Cu(NO₃)₂和Zn(NO₃)₂混合溶液、母体沉淀剂溶液的预热温度为60~80℃。

所述合成甲醇催化剂的制备方法，其特征在于Cu(NO₃)₂和Zn(NO₃)₂混合溶液中Cu/Zn质量比为2:1～3:1。

所述制备方法中料浆沉淀过程中所用的母体沉淀剂为Na₂CO₃、NaHCO₃、NaOH中一种或一种以上混合水溶液；

所述混合溶液和沉淀剂进行中和过程中，溶液的pH值维持在8~10。沉淀温度为40℃~90℃。

所述向母体前驱体中添加的晶化剂为(Zn,Cu)₅(CO₃)₂(OH)₆。