[发明专利]一种铜基甲醇合成催化剂的保护剂及其制备方法

说明书

本发明涉及一种铜基甲醇合成催化剂的保护剂及其制备方法。该保护剂包括主体金属Cu、Zn、Al和修饰助剂Zr、Co、Mo，其中主体金属组成为Cu 45％～55％，Zn 25％～30％，Al 15％～25％。该保护剂的制备方法主要包括共沉淀法，分别制得含有助剂Zr的Al载体浆料与含有修饰粒子的Cu/Zn主体浆料，将载体浆料与主体浆料混合打浆后，经洗涤、过滤、烘干、焙烧、成型等工序制成保护剂。本保护剂可分解原料气中的Fe(CO)₅和Ni(CO)₄，同时吸附催化剂毒物，有效净化原料气、保护催化剂。本保护剂用于净化原料气，保护催化剂，尤其适合净化煤基大型化甲醇合成原料气。

技术领域

本发明涉及一种催化剂保护剂及其制备方法，尤其涉及一种铜基甲醇合成催化剂的保护剂及其制备方法。

背景技术

我国资源基本国情是“缺油、少气、富煤”，煤作为我国工业生产中最重要的基础原料资源，对煤的有效利用成为能源领域研究的一大重点。煤部分氧化或蒸汽重整获得合成气，经净化、催化合成、精馏等步骤可制备重要化工产品甲醇。然而从煤获得的甲醇合成原料气仍含有较高量的Fe(CO)₅、Ni(CO)₄和有机硫等毒物，这些物质可与甲醇合成催化剂发生相互作用，导致催化剂中毒失活，影响其正常使用。煤基原料气进行催化合成反应前先通过催化剂保护剂以去除Fe(CO)₅、Ni(CO)₄和硫化物等毒物，可使甲醇合成催化剂得到有效保护，延长催化剂使用寿命，从而有效降低甲醇生产工业成本，提高甲醇生产质量。

目前国内外对甲醇合成催化剂保护剂的研究不多，主要集中在德国南方化学公司、丹麦托普索公司，以及国内齐鲁石化研究院。根据国内应用市场反馈，甲醇合成催化剂的保护剂效果较好的是丹麦托普索公司的产品。然而该公司开发的保护剂主要组成是Cu-Zn-Cr，其中Cr组分对环境不友好，此外在甲醇合成温度下该保护剂主要催化分解Fe(CO)₅，对毒物Ni(CO)₄的脱除效果不太理想。本发明甲醇合成催化剂的保护剂选用环境友好的Cu-Zn-Al作为主体组成，并通过特定的制备工序向主体组成中加入修饰助剂Zr、Co及Mo。本发明保护剂与国内南化集团研究院甲醇合成催化剂配合使用，不仅可有效去除原料气中的Fe(CO)₅，还可有效去除Ni(CO)₄和有机硫等毒物，保护甲醇合成催化剂，延长催化剂使用寿命，同时获得品质更优、杂质含量更低的粗醇产物。

发明内容

本发明的目的是提供一种催化剂保护剂的组成及其制备方法，特别是一种铜基甲醇合成催化剂保护剂的组成及保护剂的制备方法。本发明的催化剂保护剂，适用于去除反应原料气中的催化剂毒物，尤其适用于去除煤基大型化甲醇合成原料气中的催化剂毒物。本发明的技术方案如下：

一种铜基甲醇合成催化剂的保护剂，所述保护剂由Cu、Zn、Al为主体金属成分，在此基础上添加Zr助剂和修饰粒子得到最终的保护剂。

所述主体金属以Cu、Zn和Al总原子数为100％，其中Cu原子含量为45％～55％， Zn原子含量为25％～30％，Al原子含量为15％～25％；所述修饰粒子为Co(OH)₂、Mo(OH)₃中的一种或两种，所述修饰粒子的金属元素与铜元素的摩尔比为0.02～0.05。

一种所述的保护剂的制备方法，步骤为：将含有助剂Zr的Al载体浆料与含有修饰粒子的Cu/Zn碱式碳酸盐主体浆料混合打浆后，经洗涤、过滤、烘干、焙烧、成型等工序制成。

所述修饰粒子的制备是将碱液加到含有50～250g/L Co、Mo中的一种或两种硝酸盐的水溶液中沉淀，沉淀物经去离子水洗涤至上层清液pH 6.5～7.5，即获得所述修饰粒子。