[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与水蒸气反应生成二氧化碳和氢气的宽一氧化碳变换催化剂及其制备方法。本发明催化剂以铜锌为主要组分，对拟薄水铝石和含镁原料进行水热处理，形成以Al₂O₃、MgO和MgAl₂O₄为复合载体，活性组分在载体上高度分散，催化剂在在230‑330℃范围内均具有优良的性能，克服传统铜系变换催化剂耐热性差、使用温区窄的缺点。

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与水蒸气反应生成二氧化碳和氢气的宽一氧化碳变换催化剂及其制备方法。

背景技术

变换反应是指一氧化碳和水蒸气在一定条件下，生成二氧化碳和氢的反应，主要用于合成氨等工业中的制氢及调节合成气制造加工过程中的CO与H₂比。变换反应根据反应温度和使用催化剂的不同通常被分为铁系中高温变换反应和铜系低温变换反应。

铜系催化剂的耐热稳定性较差，活性温区窄的缺点，在一定程度上限制了气应用范围。但是，金属铜是同时具有H₂O的解离吸附及CO氧化高活性的金属，从制备方法、添加助剂和利用不同的载体等方面开展了研究，来拓宽铜系催化剂的应用范围。

中国专利CN1744948A公开了一氧化碳变换催化剂组合物，催化剂含有铜、镁、铬和铁，催化剂组成中，镁与铜的原子比优选0.75-1.2，铬与铜的原子比优选0.67-1，铁与铜的原子比优选0.67-1。

中国专利CN105536803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200910048316.7公开了一种用于富氢燃气中水煤气反应变换一氧化碳的催化剂机器制备方法，在Cu-Z-Al体系中引入了稀土元素，可以提高了催化剂的性能，但是反应温区仍限制在180-250℃，活性温区较窄。

中国专利CN102688765A公开了一种负载型铜锰水煤气变换催化剂及其制备方法，通过沉淀、老化、过滤、干燥和焙烧制得以改性铝土矿为载体，组分为CuO和铜锰复合氧化物的负载型铜锰水煤气变换催化剂，催化剂的使用的范围得到了一定程度拓宽，但是催化剂在低温区（低于250℃）的性能不好。

上述研究仍旧没有改善铜系催化剂热稳定性差、使用温区窄的缺点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种以铜锌为主要组分，以Al₂O₃、MgO和MgAl₂O₄为复合载体，活性组分高度分散，高性能的一氧化碳变换催化剂，克服传统铜系变换催化剂耐热性差、使用温区窄的缺点。

本发明的主要技术特点

第一特点是以Al₂O₃、MgO和MgAl₂O₄为复合载体，活性组分在复合载体上高度分散。

第二特点是MgAl₂O₄为具有碱性尖晶石结构，具有较强的耐热性能，并与Al₂O₃、MgO协和作用，大幅提升催化剂的耐热性能，拓宽使用温区。