[发明专利]一种含铜催化剂及其制备方法

说明书

本发明提供一种含铜催化剂及其制备方法，催化剂包含铜，锌，铝，碱土金属和过渡金属组分，其中铜质量含量为25.0%~70.0%，锌质量含量为5.0%~40.0%，铝质量含量为5.0%~30.0%，碱土金属质量含量为0.1%~5%，过渡金属质量含量为0.1%~5%；制备方法是在催化剂母体和载体的制备中进行减压蒸氨，在母体和载体混合造粒后进行二次煅烧。本发明的催化剂具有比传统方法制备的催化剂本体杂质含量低，催化剂具有更好的物化性能，更高的活性及耐热性，产品中杂质含量更低，能满足更高的需要。

技术领域

本发明提供一种含铜催化剂及其制备方法，属于催化剂技术领域。

背景技术

甲醇是一种极其重要的化工原料，广泛应用于有机合成、染料、燃料、医药、涂料和国防工业。近年来，甲醇需求量及生产能力随着工业发展而持续增长。

工业上甲醇一般用含有H₂、CO、CO₂的合成气在一定压力、温度和催化剂存在条件下生产。

目前世界上普遍采用中、低压气相法合成甲醇，所用催化剂基本上为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，该体系催化剂不仅在较低的操作压力下具有良好的低温甲醇合成活性，并且合成的甲醇杂质含量较低，有利于节能，因此这一体系被广泛使用。

由于制备方法的不同，甲醇合成催化剂的性能差别较大。

催化剂制备方法通常为先用共沉淀法(包括并流、反加、正加共沉淀法)生成铜-锌的混合式碳酸盐,然后在打浆过程中加入氢氧化铝，所生成浆状物经水洗、干燥焙烧、压片成型。

CN1329938A专利公开了一种合成甲醇催化剂的制备技术，其将催化剂母料的制备分为两部分：一部分用共沉淀法制备含有铜、锌、铝化合物的共沉淀物，另一部分用共沉淀法制备含有铜、锌化合物的共沉淀物，然后将两种共沉淀物混合、洗涤、干燥、焙烧、成型，据称用该方法制得催化剂具有较高的反应活性和耐热性。

据文献报道Cu基合成甲醇催化剂中，Cu/Zn是合成甲醇的活性物质，Al₂O₃作为催化剂的载体，起到为催化剂活性物质提供支架的作用，当活性物质均匀的单层附着在高分散的载体表面即有效利用率达到最大时，催化剂的活性也达到最大。

发明内容

本发明提供一种含铜催化剂及其制备方法。

本发明所述含铜催化剂，其特征是所述催化剂包含铜，锌，铝，碱土金属和过渡金属组分，其中铜质量含量为25.0%~70.0%，锌质量含量为5.0%~40.0%，铝质量含量为5.0%~30.0%，碱土金属质量含量为0.1%~5%，过渡金属质量含量为0.1%~5%。

本发明还提供了一种含铜催化剂的制备方法，其特征是在催化剂母体和载体的制备中进行减压蒸氨，在母体和载体混合造粒后进行二次煅烧。

一般地，本发明所述含铜催化剂制备方法，先将Cu、Zn、过渡金属配置成混合溶液，与碱液1并流共沉淀得到母体前驱体，老化后转移至密闭容器中进行减压蒸氨，洗涤，制得催化剂母体；在配制好的Al-碱土金属混合溶液中加入乳化剂进行乳化反应，然后在搅拌条件下缓慢滴加碱液2到Al-碱土金属混合溶液中，老化后转移至密闭容器中进行减压蒸氨，洗涤，制得载体；将母体和载体混合打浆，老化，去离子水洗涤，过滤，溶剂洗涤，干燥，加入润滑剂和造孔剂造粒，先在低温下预煅烧，控制滤饼烧失量，再在高温下快速二次煅烧，加入粘结剂和成型助剂，压片成型制得含铜催化剂。

所述减压蒸氨，压力均为0.01MPa~0.08MPa。

所述预煅烧温度为250℃~300℃，预煅烧时间为60min~120min，二次煅烧温度为350℃~400℃，煅烧时间为10min~20min。