[发明专利]一种无需焙烧的铜基加氢催化剂制备方法

说明书

本发明属于催化材料制备技术领域，具体涉及一种无需焙烧的铜基催化剂制备方法：铜基催化剂采用共沉淀法制备，将含有铜及其它助剂的可溶性盐水溶液与可溶性碳酸盐水溶液混合，控制温度和pH值，得到沉淀，沉淀经过老化、洗涤和干燥后，置于加热炉中，在含有氢气的混合气体中进行还原处理，然后在含有氧气的混合气体中进行钝化处理，最后成型，得到催化剂。本发明方法制备的铜基催化剂活性组分分散度高，晶粒尺寸小，活性和稳定性好；催化剂中碳酸盐含量低，尾气中碳氧化物含量低；催化剂制备过程中碳氧化物排放小，可富产低浓度甲醇水溶液。

技术领域

本发明属于催化材料制备技术领域，具体涉及一种无需焙烧的铜基加氢催化剂制备方法。

背景技术

铜基催化剂作为优异的加氢、脱氢催化剂，被广泛应用于石油化工、有机化工、煤化工、环保等催化转化技术领域，如用作甲醇合成催化剂、醛（酮）加氢催化剂、醇脱氢催化剂、变换催化剂等等。铜基催化剂的制备方法决定了最终催化剂的微观组成、物化结构和特定性质，进而直接影响其催化剂性能的发挥。目前，工业用含铜催化剂大都采用共沉淀法制备，用廉价的碳酸盐或氢氧化物作为沉淀剂，因此，焙烧过程是目前工业用铜基催化剂必不可少的催化剂处理单元。焙烧过程决定着催化剂的孔结构、比表面积、活性组分分散度以及活性组分与助剂、载体之间的相互作用的形成，从这个角度考虑，焙烧过程又是十分关键的处理单元。工业上焙烧催化剂是在空气气氛下进行的，为了保证大部分碳酸盐分解，铜基催化剂焙烧温度一般要高于350℃。由于铜基催化剂的热稳定性较差，焙烧过程温度和时间如控制不当极易引起催化剂的烧结，进而影响铜基催化剂的活性和稳定性。因此，开发一种无需焙烧处理的铜基催化剂制备方法具有重要的现实意义。

发明内容

发明目的：本发明的目的是针对焙烧过程对铜基催化剂性能的不利影响的问题，提出一种无需焙烧的铜基催化剂制备方法，抑制铜基催化剂在制备过程中引起的烧结。

本发明的主要特点是通过控制催化剂还原和钝化条件，实现催化剂的活化，同时在较低的温度下完成前驱体碳酸盐的完全分解，无需额外的焙烧环节。

技术方案：本发明目的通过下述技术方案实现：

本发明提供一种无需焙烧的铜基催化剂制备方法，铜基催化剂采用共沉淀法制备，将含有铜及其它助剂的可溶性盐水溶液与可溶性碳酸盐水溶液混合，控制温度和pH值，得到沉淀，沉淀经过老化、洗涤和干燥后，置于加热炉中，在含有氢气的混合气体中进行还原处理，然后在含有氧气的混合气体中进行钝化处理，最后成型，得到催化剂。

一般地，铜基催化剂中Cu元素的质量百分含量为10%~60%。

所述可溶性碳酸盐为碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾、碳酸氢钾、碳酸铵和碳酸氢氨中的一种。

所述控制温度在25℃~80℃；pH值在6.8~9.0。

所述洗涤，每次用为滤饼3倍体积的去离子水进行洗涤，洗涤至洗涤液中钠离子低于100ppm，硝酸根离子低于10ppm。

所述含有氢气的混合气体为，除氢气之外，还含有氮气、氦气、氩气中的一种，氢气的体积含量为5%~30%。

所述还原处理温度为150℃~250℃；含有氢气的混合气空速为2000h^-1~20000h^-1。

所述含有氧气的混合气体为，除了氧气之外，还含有氮气、氦气、氩气中的一种，氧气的体积含量为0.5%~5%。

所述钝化处理温度为25℃~60℃；含有氧气的混合气空速为1000h^-1~5000h^-1。

所述还原处理，尾气经过水吸收，得到甲醇水溶液。

有益效果：