本发明专利技术属于催化技术领域，涉及一种高中低压甲醇合成催化剂及其制备方法。催化剂主要包括载体、孔道活性组分A和表面活性组分B。催化剂的制备采用选择性分步担载法，将两种反应活性位组分分别担载在载体的不同位置，通过反应条件的调变，催化剂上活性中心相应得到调整，从而发挥不同的催化作用，执行不同的反应路径。本发明专利技术提出的催化剂能够用于高中低压甲醇合成，全生命周期长。在中低压甲醇生产的后期，可以通过改变反应工艺条件，开启高压甲醇合成模式，无需额外增加工艺设备和更换催化剂。
【技术实现步骤摘要】
一种高中低压甲醇合成催化剂及其制备方法
本专利技术属于催化
，具体涉及一种适合在高、中、低压力下合成甲醇的催化剂及其制备方法。
技术介绍
甲醇是重要的能源载体和化工原料，在国民经济发展中均发挥着不可替代的作用。现代煤化工MTO、MTP、MTA和MTG等甲醇下游的迅猛发展，以及大甲醇技术的成熟与普及，极大地推动了甲醇工业及相关技术的进步，同时对甲醇合成催化剂技术提出了更高的要求，需要满足高空速、高活性、耐热性能优良和长寿命等条件。基于中低压甲醇合成催化剂使用条件和催化性能的优势，在上世纪七、八十年代，中低压甲醇合成催化剂替代了高压甲醇合成催化剂。尽管各中低压甲醇合成催化剂研发机构竞相推出了新的产品，提升了技术服务，但由于催化剂活性组分铜的易烧结“天性”，现有中低压甲醇合成催化剂使用后期提温的空间十分有限，导致现有中低压甲醇合成催化剂的使用周期一般仍维持在3~4年，大量使用后的催化剂的处理对甲醇生产企业来讲也是一个负担。
技术实现思路
本专利技术的目的是提出一种能够同时用于中低压和高压条件下的甲醇合成催化剂，提高催化剂生产甲醇的能力。本专利技术的主要特点是采用选择性分步担载，让不同活性组分分布在催化剂载体的不同部位，在通过不同反应条件的改变，从而改变不同活性位的聚集状态和活性调变，进而能够在不同压力等反应条件下发挥甲醇合成的催化效能。本专利技术一种高中低压甲醇合成催化剂及其制备方法是通过如下方案实现的：催化剂主要包括载体、孔道活性组分A和表面活性组分B。一般地，所述载体为氧化铝、氧化硅、氧化锆、分子筛中的一种，孔道直径为5~100纳米。所述活性组分A为氧化铜、氧化锌中的至少一种；活性组分B含有氧化锌和氧化铝。所述的催化剂的制备方法，其特征在于包括如下步骤，（1）先将载体置于乙醇溶剂中浸泡，然后再置于真空干燥箱中干燥；（2）配制活性组分A的可溶性盐溶液，将（1）中干燥后的载体浸渍在该溶液中处理，然后干燥、焙烧，得到前体1；（3）将磁性氧化铁加入前体1中得到混合物，将混合物置于处于磁场中的电动筛中进行筛分，电动筛的上风有风扇送风，筛分后得到前体2；（4）将前体2置于表面处理剂中处理，然后干燥，得到前体3；（5）配制活性组分B的可溶性盐溶液，将前体3浸渍在该溶液中处理，然后干燥、焙烧，得到催化剂。所述（2）和（5）中所述A和B的可溶性盐为硝酸盐或醋酸盐。（2）中所述焙烧温度为400~600℃，焙烧时间为4~8h；（5）中所述焙烧温度为300~400℃，焙烧时间为4~8h。（3）中所述磁性氧化铁粒度为载体平均孔直径的1.2~1.8倍。（3）中所述磁场的磁感应强度为0.2~1.5T。（4）中所述表面处理剂为硝酸溶液或氨水溶液，处理温度为25~60℃，处理时间为5~20h。本专利技术方法制备的催化剂能够用于中低压和高压甲醇合成，全生命周期长。在中低压生产甲醇的后期，可以通过改变反应工艺条件开启高压甲醇合成模式，无需额外增加工艺设备和更换催化剂。具体实施方式以下的实施例用于进一步解释本专利技术的内容，并不是对本专利技术的限制。实施例1称取10克孔直径为5纳米的氧化铝载体，置于200毫升乙醇中2h后，在放置在60℃、真空度为100Pa的干燥箱中10h。配制40克/升硝酸锌、20克/升硝酸铝和5克/升硝酸镍混合水溶液200毫升，将上述处理过的氧化铝加入混合硝酸盐溶液中，于室温下浸渍2h，然后洗涤、100℃干燥4h、400℃焙烧10h，得到前体1。将粒径为6纳米的磁性氧化铁加入前体1中，并充分摇匀，得到混合物，将混合物放置在磁场中的电动筛中，调整磁场磁感应强度为0.2T，进行筛分，并打开电动筛的上风扇，筛分后得到前体2。将前体2置于浓度为40%的硝酸溶液中，25℃放置20h后，洗涤，在100℃下干燥4h，得到前体3。配制20克/升的硝酸铜水溶液200毫升，将前体3浸渍在该溶液中，于室温下浸渍2h，然后洗涤、100℃干燥4h、350℃下焙烧10h，催化剂压片、破碎为20~40目，得到催化剂MM1。实施例2称取10克孔直径为20纳米的氧化铝载体，置于200毫升乙醇中2h后，在放置在60℃、真空度为130Pa的干燥箱中8h。配制30克/升硝酸锌、10克/升硝酸铝和5克/升硝酸镍混合溶液水溶液300毫升，将上述处理过的氧化铝加入到上述混合硝酸盐溶液中，于室温下浸渍3h，然后洗涤、100℃干燥4h、420℃焙烧9h，得到前体1。将粒径为30纳米的磁性氧化铁加入前体1中，并充分摇匀，得到混合物，将混合物放置在磁场中的电动筛中，调整磁场磁感应强度为0.5T，进行筛分，并打开电动筛的上风扇，筛分后得到前体2。将前体2置于浓度为60%的硝酸溶液中，40℃放置15h后，洗涤，在100℃下干燥4h，得到前体3。配制30克/升硝酸铜和10克/升硝酸锌混合水溶液300毫升，将前体3浸渍在该溶液中，于室温下浸渍4h，然后洗涤、100℃干燥4h、380℃下焙烧5h，催化剂压片、破碎为20~40目，得到催化剂MM2。实施例3称取10克孔直径为40纳米的氧化硅载体，置于200毫升乙醇中2h后，在放置在60℃、真空度为80Pa的干燥箱中5h。配制50克/升硝酸锌、30克/升硝酸铝和10克/升硝酸镍混合溶液水溶液300毫升，将上述处理过的氧化硅加入到上述混合硝酸盐溶液中，于室温下浸渍3h，然后洗涤、100℃干燥4h、480℃焙烧5h，得到前体1。将粒径为60纳米的磁性氧化铁加入前体1中，并充分摇匀，得到混合物，将混合物放置在磁场中的电动筛中，调整磁场磁感应强度为1T，进行筛分，并打开电动筛的上风扇，筛分后得到前体2。将前体2置于浓度为70%的硝酸溶液中，60℃放置15h后，洗涤，在100℃下干燥4h，得到前体3。配制30克/升硝酸铜和10克/升硝酸锌混合水溶液300毫升，将前体3浸渍在该溶液中，于室温下浸渍4h，然后洗涤、100℃干燥4h、400℃下焙烧2h，催化剂压片、破碎为20~40目，得到催化剂MM3。实施例4称取10克孔直径为50纳米的氧化锆载体，置于200毫升乙醇中2h后，在放置在60℃、真空度为100Pa的干燥箱中5h。配制30克/升硝酸锌、5克/升硝酸铝和5克/升硝酸镍混合水溶液200毫升，将上述处理过的氧化锆加入到上述混合硝酸盐溶液中，于室温下浸渍3h，然后洗涤、100℃干燥4h、520℃焙烧4h，得到前体1。将粒径为90纳米的磁性氧化铁加入前体1中，并充分摇匀，得到混合物，将混合物放置在磁场中的电动筛中，调整磁场磁感应强度为1.5T，进行筛分，并打开电动筛的上风扇，筛分后得到前体2。将前体2置于浓度为15%的氨水溶液中，40℃放置15h后，洗涤，在100℃下干燥4h，得到前体3。配制30克/升硝酸铜和20克/升硝酸锌混合水溶液300毫升，将前体3浸渍在该溶液中，于室温下浸渍4h，然后洗涤、100℃干燥4h、400℃下焙烧2h，催化剂压片、破碎为20~40目，得到催化本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高中低压甲醇合成催化剂，其特征在于，催化剂主要包括载体、孔道活性组分A和表面活性组分B。/n
【技术特征摘要】
1.一种高中低压甲醇合成催化剂，其特征在于，催化剂主要包括载体、孔道活性组分A和表面活性组分B。
2.如权利要求1所述的催化剂，其特征在于，所述载体为氧化铝、氧化硅、氧化锆、分子筛中的一种，孔道直径为5~100纳米。
3.如权利要求1所述的催化剂，其特征在于，活性组分A为氧化铜、氧化锌中的至少一种。
4.如权利要求1所述的催化剂，其特征在于，活性组分B含有氧化锌和氧化铝。
5.如权利要求1所述的催化剂的制备方法，其特征在于包括如下步骤，
（1）先将载体置于乙醇溶剂中浸泡，然后再置于真空干燥箱中干燥；
（2）配制活性组分A的可溶性盐溶液，将（1）中干燥后的载体浸渍在该溶液中处理，然后干燥、焙烧，得到前体1；
（3）将磁性氧化铁加入前体1中得到混合物，将混合物置于处于磁场中的电动筛中进行筛分，电动筛的上风有风扇送风，筛分后得到前体2；
（4）将前体2...
【专利技术属性】
技术研发人员：李忠于，于杨，殷玉圣，陈海波，
申请(专利权)人：中石化南京化工研究院有限公司，中国石油化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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