一种合成气制低碳醇的催化剂及其制备方法与应用技术

本发明专利技术属于催化剂制备领域，具体涉及一种合成气制低碳醇的催化剂及其制备方法与应用。催化剂包括活性组分Zn、硅铝酸盐载体及助剂CuO，其中活性组分为核壳结构，最内部为CuO，外部则覆盖着Cu

【技术实现步骤摘要】
一种合成气制低碳醇的催化剂及其制备方法与应用


[0001]本专利技术属于催化剂
，具体涉及一种硝基苯加氢制苯胺的催化剂及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]低碳醇作为基础化工原料，是联系煤化工、天然气化工和石油化工的桥梁和纽带，对于优化和调整我国石油化工产业结构、缓解能源供需矛盾、促进化工产品生产原料多元化和优质化、提高国际市场竞争力具有重大战略意义。
[0003]目前工业上使用最多的低碳醇合成催化剂主要是Cu
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ZnO
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Al2O3催化剂，其中Cu为主要的催化活性组分，ZnO作为协同催化活性组分，Al2O3则作为载体为催化剂的活性组分提供支撑。但是传统工艺制备的Cu
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ZnO
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Al2O3催化剂，活性金属Cu熔点低，Tammann温度和H
ü
ttig温度很低，高温使用易烧结失活，防止催化剂烧结即需要阻止和减缓活性中心迁移和Ostwald熟化，要尽可能让均一稳定的活性中心Cu被充分隔离并固定。在传统的制备工艺中都是采用将硝酸铜和硝酸锌共沉淀的方式来得到Cu
‑
Zn间隔的催化剂，但是这样的制备方式使得Cu和Zn的分布并不均匀，如果将二者按照一定的结构，将Zn有规律的覆盖在Cu上，便可实现对催化剂活性中心的均匀隔离，解决活性组分与载体相互分布不均匀、与载体粘结性不强、活性组分迁移团聚等问题，提升催化剂抗烧结能力，增加其耐热稳定性，延长催化剂的使用寿命。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种合成气制低碳醇的催化剂及其制备方法与应用。
[0005]本专利技术的主要特点是采用核壳式结构来制备催化剂的活性组分，以CuO为内核，外层覆盖Cu
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Zn合金，限制铜晶粒长大的同时，增加Cu
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Zn的接触面，从而提高催化剂的活性；此外，以硅铝酸盐作为催化剂的载体，比单独的以氧化铝作为载体具有更大的比表面积，更有利于活性组分的分散，从而提高催化剂的活性和稳定性。
[0006]本专利技术一种合成气制低碳醇的催化剂及其制备方法与应用，是通过如下技术方案实现的：催化剂包括活性组分Zn、载体及助剂CuO，其中活性组分为核壳结构，最内部为CuO，外部覆盖Cu
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Zn合金，ZnO、CuO、载体含量按催化剂质量百分含量计为30%
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40%，10%
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20%，40%
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60%。
[0007]一般地，所述催化剂的载体为硅铝酸盐。
[0008]所述硅铝酸盐中Al2O3：SiO2按摩尔比为4
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1:1。
[0009]本专利技术所述催化剂的制备方法：将Cu(NO3)2溶液与碱性沉淀剂并流共沉淀，形成活性组分的内核，继续并流加入Cu(NO3)2和Zn(NO3)2混合溶液与碱性沉淀剂，使Cu
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Zn合金在CuO的核上继续长大，制得催化剂前驱体，将硅溶胶、硝酸铝、碱性沉淀剂溶液加入催化剂前驱体中，最后制得合成气制低碳醇的催化剂。
[0010]本专利技术所述催化剂一种典型的制备方法，包括以下步骤：
1)在搅拌条件下，将Cu(NO3)2溶液与碱性沉淀剂并流共沉淀，形成活性组分的内核；2)继续将Cu(NO3)2和Zn(NO3)2混合溶液与碱性沉淀剂并流加入到步骤1）中的反应釜中，使得Cu
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Zn合金在CuO的核上继续长大，控制终点pH在6.5
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7.5之间；3)将硅溶胶、硝酸铝、碱性沉淀剂溶液混合打浆，并加入到步骤2）中的催化剂前驱体中，进行老化；4)将将步骤3)中的产物洗涤、过滤、干燥、造粒、焙烧，最后加入水和石墨压片成型。
[0011]一般地，所述碱性沉淀剂为NaOH、KOH、Na2CO3、K2CO3中的一种。
[0012]所述步骤1），步骤2）中的沉淀温度55
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75℃。
[0013]所述步骤3）中的老化温度为65
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85℃，老化时间20
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60min。
[0014]所述步骤4）中的焙烧温度为300℃
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400℃，焙烧时间为1
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2h。
[0015]本专利技术还涉及所述催化剂的应用，该催化剂可以用于合成气制低碳醇反应。
[0016]有益效果：(1)本专利技术采用核壳式的方式制备催化剂活性组分，先生成CuO内核，再在外面覆盖一层Cu
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Zn合金，增加Cu
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Zn的接触面积，从而提高催化剂的活性；(2)本专利技术利用硅铝酸盐为载体，将硅溶胶和硝酸铝在碱性条件下混合打浆，促进载体稳定性的同时，也使得活性组分分散的更加均匀；(3)本专利技术采用的技术方法简便，利于工业应用推广，具有重要的社会和经济意义。
具体实施方式
[0017]以下的实施例仅用于进一步解释本专利技术的内容和效果，而不是对本专利技术的限制。
[0018]实施例1按照ZnO、CuO、载体含量分别为30%，10%，60%称取硝酸锌70.15g，硝酸铜23.44g，40%硅溶胶19.2g，硝酸铝218.46g，将硝酸铜配成250ml溶液，取125ml硝酸铜溶液与250ml0.5mol/l的NaOH碱溶液60℃下并流共沉淀，再将硝酸锌配成750ml溶液，并与剩下的125ml硝酸铜溶液混合，继续与0.5mol/lNaOH碱溶液并流共沉淀，至pH为7；将硝酸铝加入10gNaOH粉末配成100ml溶液搅拌状态下加入硅溶胶混合打浆20min；最后将载体胶体加入催化剂前驱体中再70℃下老化40min；将产物倒出，洗涤、过滤、干燥、造粒、350℃下焙烧2h，最后加入水和石墨压片成型，制得催化剂C1。
[0019]实施例2按照ZnO、CuO、载体含量分别为40%，20%，40%称取硝酸锌93.53g，硝酸铜46.89g，40%硅溶胶16.5g，硝酸铝140.58g，将硝酸铜配成500ml溶液，取250ml硝酸铜溶液与500ml0.5mol/l的KOH碱溶液70℃下并流共沉淀，再将硝酸锌配成1000ml溶液，并与剩下的250ml硝酸铜溶液混合，继续与0.5mol/lKOH碱溶液并流共沉淀，至pH为7.5；将硝酸铝加入5gKOH粉末配成100ml溶液搅拌状态下加入硅溶胶混合打浆20min；最后将载体胶体加入催化剂前驱体中再80℃下老化30min；将产物倒出，洗涤、过滤、干燥、造粒、360℃下焙烧2h，最后加入水和石墨压片成型，制得催化剂C2。
[0020]实施例3按照ZnO、CuO、载体含量分别为30%，20%，50%称取硝酸锌70.15g，硝酸铜46.89g，40%硅溶胶20.63g，硝酸铝175.73g，将硝酸铜配成500ml溶液，取250ml硝酸铜溶液与250ml0.5mol/l的Na2CO3碱溶液75℃下并流共沉淀，再将硝酸锌配成750ml溶液，并与剩下的250ml硝酸铜溶液混合，继续与0.5mol/lNa2本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种合成气制低碳醇的催化剂，其特征在于，所述催化剂包括活性组分Zn、载体及助剂CuO，其中活性组分为核壳结构，最内部为CuO，外部覆盖Cu
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Zn合金，ZnO、CuO、载体含量按催化剂质量百分含量计为30%
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40%，10%
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20%，40%
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60%。2.如权利要求1所述催化剂，其特征在于，所述催化剂的载体为硅铝酸盐。3.如权利要求2所述催化剂，其特征在于，所述硅铝酸盐中Al2O3：SiO2按摩尔比为4
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1:1。4.如权利要求1所述催化剂的制备方法，其特征在于，将Cu(NO3)2溶液与碱性沉淀剂并流共沉淀，形成活性组分的内核，继续并流加入Cu(NO3)2和Zn(NO3)2混合溶液与碱性沉淀剂，使Cu
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Zn合金在CuO的核上继续长大，制得催化剂前驱体，将硅溶胶、硝酸铝、碱性沉淀剂溶液加入催化剂前驱体中，最后制得合成气制低碳醇的催化剂。5.如权利要求4所述催化剂的制备方法，其特征在于，制备方法包括以下步骤：1)在搅拌条件下，将Cu(NO3)2溶液与碱性沉淀剂并流共沉淀，形成活性组分的内核；2...

【专利技术属性】
技术研发人员：李婷婷，袁浩然，孙远龙，纪容昕，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司中国石化集团南京化学工业有限公司，
类型：发明
国别省市：