[发明专利]一种一氧化碳变换催化剂及其制备方法

说明书

本发明属于催化剂技术领域，具体涉及一种一氧化碳变换催化剂及其制备方法。催化剂组成为Cu、Zn、Al和助剂，助剂为Li、Na、K、Rb和La中的一种或多种混合物。催化剂组成中Cu质量含量为30%‑40%，铜锌摩尔比为1.2‑1.5:1，Al质量含量为6.5%‑8.5%，助剂质量含量为10%‑12%。催化剂制备中通过添加结构助剂和采用分步沉淀法工艺，催化剂具有更高的耐热性能和选择性。

技术领域

本发明属于催化剂技术领域，具体涉及一种一氧化碳变换催化剂及其制备方法。

背景技术

1963年铜系低温变换催化剂开始用于合成气的生产，后来随着气体净化技术的发展，在合成氨厂和制氢装置中得到广泛使用。

现有的铜系变换催化剂组成主要是铜锌铝，通常只能适应于低温（180-220℃）和低CO含量（5体积%）的变换反应，对于反应温度高一些和CO含量高一些的变换反应，催化剂就表现出耐热性能差和选择性低的缺点。一些研究学者也在尝试在体系中添加其它助剂来提高催化剂的性能，尤其是增强其耐热性性能和选择性性能。

中国专利CN108114724A公开了一种一氧化碳水汽变换低温催化剂的制备方法。催化剂组成为Cu-Zn/γ-Al2O3，Cu含量为20-40wt%，铜锌摩尔比为1:1，采用分步沉淀法制备，在典型的重整气中进行水汽变换反应，具有较高的活性和稳定性。

中国专利CN105536803A公开了一种铜系一氧化碳中温变换催化剂及其制备方法。催化剂以铜盐、锌盐、铝盐为活性组分，制备过程采用共沉淀法工艺和特殊设备。

中国专利CN106179360A公开了一种铜锌铝催化剂及其制备方法。催化剂组成为CuO、ZnO、Al₂O₃，与传统沉淀法相比不同在于沉淀剂溶解中加入有机溶剂。

中国专利CN101786000A公开了一种一氧化碳变换催化剂及其制备方法。催化剂组成在铜锌铝系基础上添加了硼族元素化合物，催化剂采用共沉淀法制备。

在现有的研究中，催化剂的耐热性性能得到一定提高，但是催化剂的选择性仍然不高，影响了催化剂产品的市场推广使用，急需开发一种具有较强耐热性能和高选择性的变换催化剂，来满足变换反应要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有较强耐热性能和高选择性的铜系一氧化碳变换催化剂的制备方法。

本发明的特点是催化剂组成在适宜的铜锌摩尔比基础上引入了其它助剂，增强了催化剂的耐热性能，各组分采用分步沉淀，提强了催化剂的选择性。

本发明提供了一种一氧化碳变换催化剂，所述催化剂组分为Cu、Zn、Al和助剂；所述助剂为Li、Na、K、Rb和La中的一种或多种混合物。

催化剂组成中Cu质量含量为20%-45%，优选为30%-40%，铜锌摩尔比为1.0-1.7:1，优选为1.2-1.5:1，Al质量含量为5%-10%，优选为6.5%-8.5%，助剂质量含量为7%-15%，优选为 10%-12%。

本发明催化剂各组分采用分布沉淀法制备，具体制备步骤如下：

（1）将硝酸铜溶液以40-60ml/min匀速加入到配制好的碱性沉淀剂中进行沉淀，中和温度55-65℃，终点pH值7.0-7.1，老化0.2-0.4h；

（2）将硝酸锌和助剂盐的混合溶液以50-70ml/min匀速加入到配制好的碱性沉淀剂中进行中和沉淀，中和温度55-65℃，终点pH值7.1-7.3，老化0.2-0.4h；

（3）将步骤（1）所得物料和步骤（2）所得物料混合，在55-65℃条件下搅拌0.1-0.3h；

（4）将步骤（3）所得物料经过去离子水自然沉降洗涤，加入氧化铝粉打浆0.3-0.5h；

（5）打浆后物料经过抽滤、干燥、碾料、造粒、焙烧、压片成型得到催化剂。