CN105435789A - 一种Cu基甲醇合成催化剂大比表面载体的制备方法 - Google Patents

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毛春鹏
陈海波
仇冬
殷惠琴
王琼
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Abstract

本发明涉及一种Cu基甲醇合成催化剂大比表面载体的制备方法，属于催化剂制备技术领域。以含钠的碱或氨水为沉淀剂与可溶性铝盐反应获得氢氧化铝凝胶，即载体前驱体，再在载体前驱体中加入0.5%~1.5%的表面分散剂阿拉伯胶后，在超声波作用下处理20~30分钟，制得热稳定性大表面载体；与母体打浆混合，过滤、烘干、焙烧、成型等工序分别制成铜系甲醇合成催化剂样品。该方法制备的催化剂具有比传统方法制备的样品更大的比表面，从而使催化剂具有更好的活性和热稳定性。

Description

一种Cu基甲醇合成催化剂大比表面载体的制备方法
技术领域
本发明属于催化剂制备技术领域，具体涉及一种Cu基甲醇合成催化剂大比表面载体的制备方法。
背景技术
甲醇是一种重要的有机化工原料，也是清洁代用燃料，在化工、医药、轻工、纺织等行业具有广泛的用途。世界基础有机化工原料中，甲醇消费量仅次于乙烯、丙烯和苯，居第四位。全球甲醇工业总体呈现快速发展的势头。预计到2015年全球甲醇产能将超过1亿吨，许多权威机构都认为未来全球甲醇产能增速将保持在5.6%以上。
甲醇生产主要采用合成气催化反应，甲醇工业的发展，很大程度上取决于催化剂的研制成功及其性能改进。在甲醇的生产中，很多工业指标和操作条件都由催化剂的性质决定。甲醇合成催化剂技术的开发研究一直以来受到各国的关注和重视，是目前C1化工最活跃的研究领域之一。
合成甲醇催化剂普遍采用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。氧化铝载体是一种多孔、高分散度、大比表面的物料。但它的形态变化复杂，同一形态，它的宏观结构、性质也可因其制法而差异较大。只有将铜锌母体负载在大比表面载体上，才能使活性组份达到充分的分散，同时也能保证高活性母体的热稳定。传统的载体一般是氧化铝成品或自制的氢氧化铝凝胶，此种方法制备的合成甲醇催化剂比表面较小，热稳定性低，寿命短。
发明内容
本发明的目的是提出一种Cu基甲醇合成催化剂大比表面载体的制备方法。
本发明一种Cu基甲醇合成催化剂大比表面载体的制备方法，其特征是在载体制备中在超声辅助条件下加入表面分散剂，用本发明方法制备的甲醇合成催化剂具有比传统方法制备的催化剂更大的比表面，从而使催化剂具有更好的热稳定性，能满足更高的需要。
本发明的实现主要包括以下步骤：以含钠的碱或氨水为沉淀剂与可溶性铝盐反应获得氢氧化铝凝胶，即载体前驱体，再在载体前驱体中加入0.5%~1.5%的表面分散剂阿拉伯胶后，在超声波作用下处理20~30分钟，制得热稳定性大表面载体。与母体打浆混合，过滤、烘干、焙烧、成型等工序分别制成铜系甲醇合成催化剂样品。
本发明方法制备的催化剂具有比传统方法制备的样品更大的比表面，从而使催化剂具有更好的活性和热稳定性。
具体实施方式
以下的实例用以进一步说明本发明的内容：
实例1
在采用NaOH作为沉淀剂与硝酸铝反应获得的氢氧化铝凝胶状载体前驱体中，加入1%的表面分散剂阿拉伯胶后，在超声波作用下处理30分钟，制得载体。与母体打浆混合，过滤、烘干、焙烧、成型等工序分别制成铜系甲醇合成催化剂样品1。
实例2
在采用氨水作为沉淀剂与硝酸铝反应获得的氢氧化铝凝胶状载体前驱体中，加入1.5%的表面分散剂阿拉伯胶后，在超声波作用下处理20分钟，制得载体。与母体打浆混合，过滤、烘干、焙烧、成型等工序分别制成铜系甲醇合成催化剂样品2。
实例3
在采用NaOH作为沉淀剂与硝酸铝反应获得的氢氧化铝凝胶状载体前驱体中，加入1%的表面分散剂阿拉伯胶后，制得载体。与母体打浆混合，过滤、烘干、焙烧、成型等工序分别制成铜系甲醇合成催化剂样品3。
实例4
对采用NaOH作为沉淀剂与硝酸铝反应获得的氢氧化铝凝胶状载体进行20分钟的超声波处理，再与母体打浆混合，过滤、烘干、焙烧、成型等工序分别制成铜系甲醇合成催化剂样品4。
实例5
采用NaOH作为沉淀剂与硝酸铝反应获得的氢氧化铝凝胶状载体，与母体打浆混合，过滤、烘干、焙烧、成型等工序分别制成铜系甲醇合成催化剂样品5。
样品测试
活性检测：采用微型固定床连续流动反应器，催化剂的装填量2mL，粒度16目～40目，催化剂的还原在低氢（H2：N2=5：95）气氛中，程序升温（20℃/h）还原10小时，温度升至230℃。将还原气切换成原料气进行活性测试。活性测试条件为反应压力8.0MP，空速10000h-1，温度230℃，合成气组成：H2∶CO∶CO2∶N2=65：14：4：17（v/v）。催化剂经350℃热处理20h后，在上述条件下测定耐热后活性，活性值以生成甲醇的时空产率（gml-1h-1）表示。并用耐热后活性与初活性的比值来比较样品热稳定性的高低。
性能测试结果于表1所示。其中样品5为传统方法制备的参比样。
表1活性测试结果
由表1可看出，采用本发明方法制备甲醇合成催化剂具有较大的比表面积，甲醇初活性与耐热后活性均有所提高，尤其是热稳定性明显高于参比样品；表明本发明方法与现有方法相比有明显进步。
本发明方法制备的催化剂，适用于含有CO、CO2和H2的合成气制甲醇，尤其适于低温中低压合成甲醇装置。

Claims (4)

1.一种Cu基甲醇合成催化剂大比表面载体的制备方法，其特征是在以含钠的碱或氨水为沉淀剂与可溶性铝盐反应获得氢氧化铝凝胶，即载体前驱体中，加入表面分散剂，再进行超声处理，制得热稳定性大表面载体；与母体打浆混合，过滤、烘干、焙烧、成型等工序分别制成铜系甲醇合成催化剂样品。
2.根据权利要求1所述一种Cu基甲醇合成催化剂大比表面载体的制备方法，其特征在于加入的表面分散剂为阿拉伯胶。
3.根据权利要求1或2所述一种Cu基甲醇合成催化剂大比表面载体的制备方法，其特征在于表面分散剂的添加量为0.5%~1.5%。
4.根据权利要求1所述一种Cu基甲醇合成催化剂大比表面载体的制备方法，其特征在于对载体前驱体进行超声波处理，处理时间为20~30分钟。
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