一种铝基浆状催化剂及其制备方法技术

一种铝基浆状催化剂及其制备方法，属于催化剂制备技术领域，具体地是一种以ＡｌＯＯＨ为铝源，由溶液到浆液直接合成专用于浆态床合成甲醇、二甲醚的浆状催化剂及其制备方法，该催化剂中Ａｌ以ＡｌＯＯＨ的形式存在。本发明专利技术的优点是从源头降低了原料成本，大幅度减少了催化剂前驱体中的水份，进而大大缩小了生产装置的体积，提高了装置效率，更利于其工业化生产。

【技术实现步骤摘要】

-本专利技术，属于催化剂制备
，具体来讲是一种以AIOOH为铝源，由溶液到浆液直接合成专用于浆态床 合成甲醇或二甲醚的浆状催化剂及其制备方法。
技术介绍
浆态床反应器由于有利于热量传递，易于恒温操作、结构简单、能量 利用率高，使用灵活等优点，尤其适用于从煤出发的热、电、化学品联产 工艺，近年来受到科研人员和工业人士的广泛关注，是当前正在研发的用 于醇、醚生产的最先进的反应床型。迄今为止，浆态床使用的催化剂都是采用先制成固体催化剂，经粉碎 研磨后再分散到惰性介质中的制浆过程。我们课题组针对浆态床催化剂的 使用特性，提出了一种从原料溶液出发直接形成具有类似固相催化剂的相 结构、孔结构的浆状催化剂的制备方法，该方法作为中国专利技术专利已经授 权(专利号为200410012537.6)，同时在此专利基础上我们自己相继又申 请了申请号为20061012268.1、 200710185215.5和200710139634.5的中国 专利技术专利。但该方法以异丙醇铝(AIP)为铝源，生产成本较高。此外，AIP中 Al相对含量低，在催化剂制备过程中AIP投入量大，为满足AIP的水解和縮聚，需要加入大量的水，这不仅大幅度增加了装置体积，而且还大幅度 增加了随后表面处理时的有机溶剂量。
技术实现思路
本专利技术，其目的在于针对上述问题， 基于课题组基础和研究成果，提出以AIOOH为铝源来制备铝基浆状催化 剂，从而提供一种低成本，并易于工业化生产的铝基浆状催化剂和它的制 备方法的技术方案。本专利技术一种铝基浆状催化剂，是一种专用于浆态床反应器中甲醇或二 甲醚合成的催化剂，其特征在于催化剂中的A1以AIOOH的形式存在，组 成用通式CuZnAl描述，各组分的原子比为Cu/Zn/Al=l/0.1-5/0.15-15。上述一种铝基浆状催化剂的制备方法，其特征在于以AIOOH为铝源 制备铝基浆状催化剂，具体包括I 、将AIOOH和水放入胶体磨中研磨分散制成AIOOH浆液，AIOOH 与水的重量比为0.05~0.45:1;II、 将上述浆液在338 368K下加热搅拌0.5~1.5h，然后加入胶溶剂 调节浆液的pH值至0.5 7.0，继续搅拌0.5~3.0h得到AIOOH溶胶；III、 将上述溶胶、硝酸铜溶液和硝酸锌溶液采用组合分步的加料方式 制得含CuZnAl组分的凝胶；IV、 将上述凝胶静置老化后用有机溶剂置换，然后在液体石蜡中乳化， 最后在N2气氛和强搅拌下于573K加热处理5 16h，即得到浆状催化剂。上述一种铝基浆状催化剂的制备方法，其特征在于所述的AIOOH为 无定形AIOOH、拟薄水铝石或薄水铝石。上述一种铝基浆状催化剂的制备方法，其特征在于所述的的胶溶剂为 硝酸、磷酸或醋酸。上述一种铝基浆状催化剂的制备方法，其特征在于所述的硝酸铜溶液 和硝酸锌溶液为水溶液、醇溶液或酮溶液上述一种铝基浆状催化剂的制备方法，其特征在于所述的组合分步的 加料方式为将AIOOH溶胶、硝酸铜溶液和硝酸锌溶液按任意组合的顺 序方式分两步或三步进行。上述一种铝基浆状催化剂的制备方法，其特征在于所述的有机溶剂置 换中有机溶剂为醇或酮。本专利技术的优点在于AIOOH价格很低，而且其中Al含量高，在制备相同Al含量的催化剂前驱体时，较之AIP 投料量大大降低，相应地水量也显著减少，经理论计算至少可节水60%。 显然，与以往同类专利相比，本专利方法从源头降低了原料成本，大幅度 减少了催化剂前驱体中的水份，进而大大縮小了生产装置的体积，提高了 装置效率，更利于其工业化生产。具体实施方式具体实施方式1、将9.88g拟薄水铝石和197.6ml去离子水放入胶体磨 中研磨分散制成AIOOH浆液，在338K下搅拌加热搅拌0.5h，然后加入硝 酸调节浆液的pH值至0.5，继续搅拌0.5h得到AIOOH溶胶；将9.95g硝 酸铜和12.24g硝酸锌的水溶液一起加入到上述AIOOH溶胶中，加热搅拌 直至形成凝胶。老化后将该凝胶用丙酮置换，然后乳化分散到液体石蜡中， 最后在N2气氛和强搅拌下于573K进行加热处理5h，即得浆状催化剂。具体实施方式2、将9.88g薄水铝石和39.52ml去离子水放入胶体磨中 研磨分散制成AIOOH浆液，在353K下搅拌加热搅拌l.Oh，然后加入磷酸 调节浆液的pH值至5.0，继续搅拌1.5h得到AIOOH溶胶；将1.99g硝酸 铜的乙醇溶液加入到上述溶胶中搅拌0.5h，然后再加入4.91g硝酸锌的乙醇溶液，加热搅拌直至形成凝胶。老化后将该凝胶用乙醇置换，然后乳化分散到液体石蜡中，最后在N2气氛和强搅拌下于573K进行加热处理16h， 即得浆状催化剂。具体实施方式3、将9.88g无定形AIOOH和28.23ml去离子水放入胶 体磨中研磨分散制成AIOOH浆液，在363K下搅拌加热搅拌1.5h，然后加 入醋酸调节浆液的pH值至7.0，继续搅拌3.0h得到AIOOH溶胶；将39.27g 硝酸锌的丙三醇溶液加入到上述溶胶中搅拌l.Oh，然后再加入79.70g硝酸 铜的丙三醇溶液，加热搅拌直至形成凝胶。老化后将该凝胶用丙三醇置换， 然后乳化分散到液体石蜡中，最后在N2气氛和强搅拌下于573K进行加热 处理8h，即得浆状催化剂。具体实施方式4、将9.88g拟薄水铝石21.95ml去离子水放入胶体磨中 研磨分散制成AIOOH浆液，在368K下搅拌加热搅拌1.5h，然后加入醋酸 调节浆液的pH值至3.5，继续搅拌2.5h得到AIOOH溶胶；将AIOOH溶 胶加入到9.95g硝酸铜和12.24g硝酸锌的丙酮溶液中，加热搅拌直至形成 凝胶。老化后将该凝胶用丙酮置换，然后乳化分散到液体石蜡中，最后在 N2气氛和强搅拌下于573K进行加热处理10h，即得浆状催化剂。实施方式1到实施方式4制备浆状催化剂的活性评价在自制的浆态床 评价装置上进行，评价条件为将反应釜中经过处理的浆状催化剂用含 20。/。H2/N2混合气在常压下以5K/min的升温速度由室温升到563K，在563K 下恒温10小时，然后通合成气进行反应，合成气中H2/CO的体积比为1:1， 反应压力为4.0MPa，反应温度为553K。反应结果见表l。表l 各实例的反应结果<table>table see original document page 8</column></row><table>权利要求1. 一种铝基浆状催化剂，是一种专用于浆态床反应器中甲醇或二甲醚合成的催化剂，其特征在于催化剂中的Al以AlOOH的形式存在，组成用通式CuZnAl描述，各组分的原子比为Cu/Zn/Al＝1/0.1-5/0.15-15。2、 权利要求1所述的一种铝基浆状催化剂的制备方法，其特征在于以 AIOOH为铝源制备铝基浆状催化剂，具体包括I 、将AIOOH和水放入胶体磨中研磨分散制成AIOOH浆液，AIOOH 与水的重量比为0.05 0.45:1;II 、将上述浆液在338-368K下加热搅拌0.5~1.5h，然后加入胶溶剂 调节桨液的pH值至0.5 7.0，继续搅拌0.5~3.0h得到AIOOH溶胶；III、 将上述溶胶、硝酸铜溶液和硝酸锌溶液采用组合分步的加料方式 制得含C本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铝基浆状催化剂，是一种专用于浆态床反应器中甲醇或二甲醚合成的催化剂，其特征在于催化剂中的Ａｌ以ＡｌＯＯＨ的形式存在，组成用通式ＣｕＺｎＡｌ描述，各组分的原子比为Ｃｕ／Ｚｎ／Ａｌ＝１／０．１－５／０．１５－１５。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：高志华，黄伟，李俊芳，阴丽华，谢克昌，
申请(专利权)人：太原理工大学，
类型：发明
国别省市：14[中国|山西]