[发明专利]一种用于合成气制高级醇的CuCo基复合催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及合成气制高级醇领域。一种用于合成气制高级醇的CuCo基复合催化剂，该复合催化剂的分子式为CuCoAl‖MO_X，M为Mn、Zr、Zn、Ce、Mg、Si、Mn+Zr、Zn+Zr中的一种，X为MO_X中分子式氧原子数量，以摩尔比计，CuCoAl:MO_x=1:0.05~30，Cu:Co:Al=1:0.1~20:0.1~20。本发明还涉及该复合催化剂的制备方法和应用。采用本发明催化剂提高了合成气制高级醇中C₂₊醇选择性，并且能降低烃和水副产物并降低催化剂成本。

技术领域

本发明涉及合成气制高级醇领域。

背景技术

能源是国家的重要战略物资，是保障国家可持续发展以及国家安全的重要保障。近年来，石油不断的被消耗，单一的石油依赖型能源结构引起了重视以及警惕。转变单一的能源结构，使得新的替代能源成为了研究的重点和方向。在这种大背景下，储量要远远大于石油的煤炭成为了最好的选择，但是煤炭的物理性状以及其燃烧等特性，使其发展受到了限制。因此，如何高效利用煤炭这一资源成为了研究重点。从资源的有效利用来看，把煤炭间接转化为燃料以及化学品的研究具有广泛的应用前景。以煤炭为原料制的合成气再通过催化转化制取高级醇是C1化学的重要途经之一，其工艺路径与甲醇合成类似。近年来，高级醇在燃料和化工领域逐渐体现出其重要的应用价值，它可以作为燃料添加剂、清洁能源及高附加值化工产品等。在用于清洁替代燃料中，虽然其热值低于汽油和柴油，但是醇中氧的存在，使其燃烧更加充分，尾气中CO、NO_x及烃类排放量少，是环境有好的燃料。在用于清洁汽油添加剂中，其拥有高的辛烷值、防爆和抗震性能优越、无严重的污染问题等优点，例外，其中所含的高级醇含量越高，其与汽油的互溶性就越好，这是可以作为化工原料以及化学品中间体。

煤经合成气制低碳醇的应用是煤炭高效利用的一个热点。而煤经合成气制低碳醇的代表性催化剂体系主要有四类：(1)改性甲醇催化剂：此类催化剂是在甲醇催化剂(如低温Cu/ZnO/Al₂O₃，高温Zn/Cr₂O₃等)中加入适量的碱土金属改性而得，其活性较高，产物主要为甲醇和异丁醇，但是缺点是其反应条件苛刻(14-20MPa)；(2)改性费托催化剂(CuCo)：此类催化剂反应温和，选择性较高，主要产物为C₁-C₆直链正构醇；(3)贵金属Rh催化剂：此类催化剂具有较高的反应活性以及突出的C₂₊醇选择性，但是局限于贵金属Rh的化合物原料价格昂贵且易中毒的特点，因此限制了该类催化剂的发展；(4)Mo系催化剂：此类催化剂具有独特的耐硫性以及产物含水少等特点，但是催化剂稳定性和寿命较差。

近年来，改性费托CuCo基催化剂在合成高级醇反应中产物分布较广，烃多醇少，副产物水多。因此，此类催化剂离工业化还有一定的差距。

发明内容

本发明的目的主要针对上述催化剂体系中所述的C₂₊醇选择性低、成本昂贵、副产物烃多水多等缺点，提供一种具有高的C₂₊醇选择性、副产物烃少水少、反应条件温和和低成本的合成高级醇复合催化剂。

本发明所采用的技术方案是：一种用于合成气制高级醇的CuCo基复合催化剂，该复合催化剂为CuCoAl‖MO_X，即CuCoAl和MO_X复合，M为Mn、Zr、Zn、Ce、Mg、Si、Mn+Zr、Zn+Zr中的一种，X为MO_X中分子式氧原子数量，以摩尔比计，CuCoAl:MO_x＝1:0.1～30，Cu:Co:Al＝1:0.1～20:0.1～20。