[发明专利]一种基于碳化钼催化剂的二氧化碳加氢制甲醇的方法

说明书

本发明公开了一种基于碳化钼催化剂的二氧化碳加氢制甲醇的方法，所述碳化钼催化剂的通式为M/Mo_xC_y，其中M为Cu和Pt元素中的至少一种，其占催化剂的质量分数为0.02‑0.05％，Mo_xC_y为α或β相碳化钼。将该碳化钼催化剂用于二氧化碳加氢制甲醇，反应条件为：反应温度200‑300℃，反应压力5MPa，原料气的空速为12000mL/g/h。本发明的催化剂具有在低温下较好的催化性能，在反应中，通过对反应温度的调控，在200℃‑300℃的范围内，反应转化率和甲醇选择性可以分别得到调控，在高温下甲醇选择性降低而甲烷选择性提高，有利于实现工业生产中催化剂在不同温度下实现不同的功能。

技术领域

本发明涉及一种CO₂加氢制取甲醇的催化剂及其制备与应用，属于CO₂加氢催化转化技术领域。

背景技术

甲醇是一种重要的化工中间原料，可作为内燃机和燃料电池的燃料，随着不可再生能源的逐渐减少，甲醇作为一种可替代的化工原料可以合成多种化学品以及汽油等燃料。近年来随着分子筛催化剂，甲醇制烯烃(MTO)，甲醇制芳烃(MTG)等技术的发展，国际市场对于由甲醇所得燃料的需求呈快速增长(Johnson,D.Global Methanol Demand Growth；IHS Inc.,2016)。传统工业上制取甲醇采用合成气转化的方法，但是主要面临催化剂(Cu/ZnO/Al₂O₃)活性位在反应条件下容易烧结所导致的稳定差的问题，此外该过程的原料合成气的产出往往伴随着煤、天然气等化石资源的消耗以及其转化过程造成的CO₂排放和环境污染。

CO₂是大气中温室气体的主要成分，其产生来自于大量的化石燃料的燃烧，并导致了过去数十年中日益加深的全球气候变化。人类活动每年向大气中排放的CO₂近400亿吨，2019年大气中CO₂含量高达407ppm，在过去的40年中增长了20％。降低CO₂排放量无疑成为一个紧迫的课题。若将CO₂通过可再生能源转化为化工原料，则不仅可以解决CO₂过量排放的问题，还可以使CO₂成为一种替代传统化石燃料的新型碳源。CO₂分子具有化学惰性，但加入具有高自由能的H₂分子作为反应物使得反应在热力学上变得容易，而H₂如果采用电解水或光解水等可再生方式获取则可以使得整个过程具有环境和经济上的广阔前景。因此，采用CO₂催化加氢转化为甲醇是一种具有吸引力的降低CO₂排放和创造新的碳循环过程的方案。