甲醇转化制氢用离子交换树脂催化剂制造技术

本发明专利技术公开了一种甲醇转化制氢用离子交换树脂催化剂，涉及石油化工技术领域，以改性阳离子交换树脂为基体，以铜为金属元素改性剂，通过二阶升温浸渍法和微波处理法制得，所制催化剂中铜占催化剂质量的0.5‑3％。本发明专利技术催化剂的首次使用催化效率达到55％以上，再生利用率达到80％以上，再生后催化效率仍能达到40％以上；并且采用铜元素为催化金属，降低贵金属的购置成本，对催化剂的再生利用更利于保护环境。

【技术实现步骤摘要】
甲醇转化制氢用离子交换树脂催化剂
：本专利技术涉及石油化工
，具体涉及一种甲醇转化制氢用离子交换树脂催化剂。
技术介绍
：甲醇裂解具有价格低廉、储存和运输方便、安全等优点，是制备氢气的理想来源。甲醇裂解的氢气生成速率和选择性取决于催化剂的性质，它不仅要有高活性，还必须具有高选择性，同时又要有良好的低温活性和低廉价格。镍合金是目前研究交广的一类甲醇裂解催化剂，虽然催化活性好，但价格昂贵，大量使用时会增加企业的资金投入负担，并且这类催化剂的再生性差，再生工艺复杂，且再生后的催化效率显著降低。
技术实现思路
：本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种催化效率高、成本投入低且可再生利用的甲醇转化制氢用离子交换树脂催化剂。本专利技术所要解决的技术问题采用以下的技术方案来实现：甲醇转化制氢用离子交换树脂催化剂，以改性阳离子交换树脂为基体，以铜为金属元素改性剂，通过二阶升温浸渍法和微波处理法制得，所制催化剂中铜占催化剂质量的0.5-3％。其制备方法为：将改性阳离子交换树脂加入氯化铜的乙醇溶液中，分散均匀后以1℃/min的升温速率升温至50℃保温浸渍1h，再以2℃/min的升温速率升温至回流状态保温浸渍30min，然后以5℃/min的降温速率降温至-5℃保温浸渍15min，充分混合，所得混合物利用微波处理器处理5min，随后自然冷却至室温，过滤，用无水乙醇洗涤3次，所得固体于70-80℃烘箱中干燥至恒重，即得甲醇转化制氢用离子交换树脂催化剂。所述改性阳离子交换树脂、氯化铜和乙醇的重量比为1:3-5:15-20。所述改性阳离子交换树脂的制备方法为：向水中加入聚乙烯醇，并加热至回流状态使聚乙烯醇完全溶解制得聚乙烯醇溶液，再加入苯乙烯、二乙烯苯和过氧化苯甲酰，保温搅拌，形成白球，待白球数量不再增加时过滤，水洗三次，真空干燥，然后向所得白球中加入氢化棕榈油、羊毛醇和对苯乙烯磺酸钠，充分混合后利用微波处理器微波处理3min，静置1h后再次微波处理3min，待混合物自然冷却至室温后用30-40℃水洗涤三次，过滤，所得球体经真空干燥后即得改性阳离子交换树脂。所述聚乙烯醇溶液、苯乙烯、二乙烯苯、过氧化苯甲酰、氢化棕榈油、羊毛醇和对苯乙烯磺酸钠的重量比为10:15:1:0.1:0.5:0.5:0.2，聚乙烯醇溶液的质量浓度为10-15％。所述微波处理器的工作频率为2450MHz、功率700W。本专利技术的有益效果是：本专利技术所制离子交换树脂催化剂适用于甲醇催化转化制氢，制备方法简单，首次使用催化效率达到55％以上，再生利用率达到80％以上，再生后催化效率仍能达到40％以上；并且采用铜元素为催化金属，降低贵金属的购置成本，对催化剂的再生利用更利于保护环境。具体实施方式：为了使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本专利技术。实施例1先将3g氯化铜加入15g乙醇中配成氯化铜的乙醇溶液，并加入1g改性阳离子交换树脂，分散均匀后以1℃/min的升温速率升温至50℃保温浸渍1h，再以2℃/min的升温速率升温至回流状态保温浸渍30min，然后以5℃/min的降温速率降温至-5℃保温浸渍15min，充分混合，所得混合物利用微波处理器处理5min，随后自然冷却至室温，过滤，用无水乙醇洗涤3次，所得固体于70-80℃烘箱中干燥至恒重，即得甲醇转化制氢用离子交换树脂催化剂。改性阳离子交换树脂的制备：向水中加入聚乙烯醇，并加热至回流状态使聚乙烯醇完全溶解制得10g质量浓度为10％的聚乙烯醇溶液，再加入15g苯乙烯、1g二乙烯苯和0.1g过氧化苯甲酰，保温搅拌，形成白球，待白球数量不再增加时过滤，水洗三次，真空干燥，然后向所得白球中加入0.5g氢化棕榈油、0.5g羊毛醇和0.2g对苯乙烯磺酸钠，充分混合后利用微波处理器微波处理3min，静置1h后再次微波处理3min，待混合物自然冷却至室温后用30-40℃水洗涤三次，过滤，所得球体经真空干燥后即得改性阳离子交换树脂。其中，微波处理器的工作频率为2450MHz、功率700W。检测显示，所制催化剂中铜占催化剂质量的2.8％。实施例2先将5g氯化铜加入20g乙醇中配成氯化铜的乙醇溶液，并加入1g改性阳离子交换树脂，分散均匀后以1℃/min的升温速率升温至50℃保温浸渍1h，再以2℃/min的升温速率升温至回流状态保温浸渍30min，然后以5℃/min的降温速率降温至-5℃保温浸渍15min，充分混合，所得混合物利用微波处理器处理5min，随后自然冷却至室温，过滤，用无水乙醇洗涤3次，所得固体于70-80℃烘箱中干燥至恒重，即得甲醇转化制氢用离子交换树脂催化剂。改性阳离子交换树脂的制备：向水中加入聚乙烯醇，并加热至回流状态使聚乙烯醇完全溶解制得10g质量浓度为10％的聚乙烯醇溶液，再加入15g苯乙烯、1g二乙烯苯和0.1g过氧化苯甲酰，保温搅拌，形成白球，待白球数量不再增加时过滤，水洗三次，真空干燥，然后向所得白球中加入0.5g氢化棕榈油、0.5g羊毛醇和0.2g对苯乙烯磺酸钠，充分混合后利用微波处理器微波处理3min，静置1h后再次微波处理3min，待混合物自然冷却至室温后用30-40℃水洗涤三次，过滤，所得球体经真空干燥后即得改性阳离子交换树脂。其中，微波处理器的工作频率为2450MHz、功率700W。检测显示，所制催化剂中铜占催化剂质量的2.7％。对照例1先将5g氯化铜加入20g乙醇中配成氯化铜的乙醇溶液，并加入1g阳离子交换树脂，分散均匀后以1℃/min的升温速率升温至50℃保温浸渍1h，再以2℃/min的升温速率升温至回流状态保温浸渍30min，然后以5℃/min的降温速率降温至-5℃保温浸渍15min，充分混合，所得混合物利用微波处理器处理5min，随后自然冷却至室温，过滤，用无水乙醇洗涤3次，所得固体于70-80℃烘箱中干燥至恒重，即得甲醇转化制氢用离子交换树脂催化剂。阳离子交换树脂的制备：向水中加入聚乙烯醇，并加热至回流状态使聚乙烯醇完全溶解制得10g质量浓度为10％的聚乙烯醇溶液，再加入15g苯乙烯、1g二乙烯苯和0.1g过氧化苯甲酰，保温搅拌，形成白球，待白球数量不再增加时过滤，水洗三次，所得球体经真空干燥后即得阳离子交换树脂。其中，微波处理器的工作频率为2450MHz、功率700W。检测显示，所制催化剂中铜占催化剂质量的1.5％。实施例3将实施例1、实施例2和对照例1所制得的离子交换树脂催化剂用于甲醇转化制氢的催化，并对其首次使用催化效率、再生利用率和再生后催化效率进行测定，结果如表1所述，催化效率以甲醇的转化率计。表1所制离子交换树脂催化剂的性能测定结果项目实施例1实施例2对照例1首次使用催化效率58％57％35％再生利用率82％84％42％再生后催化效率45％43％14％以上显示和描述了本专利技术的基本原理和主要特征和本专利技术的优点。本行业的技术人员应该了解，本专利技术不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本专利技术的原理，在不脱离本专利技术精神和范围的前提下，本专利技术还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本专利技术范围内。本专利技术要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。本文档来自技高网...

【技术保护点】
甲醇转化制氢用离子交换树脂催化剂，其特征在于：以改性阳离子交换树脂为基体，以铜为金属元素改性剂，通过二阶升温浸渍法和微波处理法制得，所制催化剂中铜占催化剂质量的0.5‑3％。

【技术特征摘要】
1.甲醇转化制氢用离子交换树脂催化剂，其特征在于：以改性阳离子交换树脂为基体，以铜为金属元素改性剂，通过二阶升温浸渍法和微波处理法制得，所制催化剂中铜占催化剂质量的0.5-3％。2.根据权利要求1所述的甲醇转化制氢用离子交换树脂催化剂，其特征在于，其制备方法为：将改性阳离子交换树脂加入氯化铜的乙醇溶液中，分散均匀后以1℃/min的升温速率升温至50℃保温浸渍1h，再以2℃/min的升温速率升温至回流状态保温浸渍30min，然后以5℃/min的降温速率降温至-5℃保温浸渍15min，充分混合，所得混合物利用微波处理器处理5min，随后自然冷却至室温，过滤，用无水乙醇洗涤3次，所得固体于70-80℃烘箱中干燥至恒重，即得甲醇转化制氢用离子交换树脂催化剂。3.根据权利要求2所述的甲醇转化制氢用离子交换树脂催化剂，其特征在于：所述改性阳离子交换树脂、氯化铜和乙醇的重量比为1:3-5:15-20。4.根据权利要求1或2所述的甲醇转化制氢用离子交...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄帮义，
申请(专利权)人：安徽海德石油化工有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34