一种用于合成气制低碳醇的复相金属多级孔道ZSM-5沸石分子筛催化剂及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种用于合成气制低碳醇的复相金属多级孔道ZSM

【技术实现步骤摘要】
一种用于合成气制低碳醇的复相金属多级孔道ZSM
‑
5沸石分子筛催化剂及其制备方法


[0001]本专利技术属于催化剂
，具体涉及一种合成气制低碳醇的独享金属多级孔道ZSM
‑
5沸石分子筛催化剂及其制备方法。

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
‑
ZnO
‑
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
‑
ZnO
‑
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有规律的与Cu间隔开，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]1.所要解决的技术问题：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，在制备中活性金属Cu熔点低，Tammann温度和H
ü
ttig温度很低，高温使用易烧结失活，Cu和Zn的分布不均匀。
[0005]2.技术方案：为了解决以上问题，本专利技术的目的是提供一种用于合成气制低碳醇的复相金属多级孔道ZSM
‑
5沸石分子筛催化剂及其制备方法。
[0006]本专利技术提供了一种用于合成气制低碳醇的复相金属多级孔道ZSM
‑
5沸石分子筛催化剂，其特征在于：活性组分为复相金属氧化物，载体为多级孔道ZSM
‑
5沸石分子筛；其中复相金属氧化物中CuO
‑
ZnO和Cu:Zn摩尔比为(1
‑
4):1，以氧化物计并以催化剂的总重量为基准，所述活性组分的含量为20
‑
50重量%；所述载体中SiO2:Al2O3为100
‑
200。
[0007]所述催化剂的BET比表面积为400
‑
500m2/g；平均孔径为8
‑
20nm；孔容为0.5
‑
0.8cm3/g。
[0008]所述催化剂能够用于合成气制低碳醇反应。
[0009]本专利技术还提供了所述的用于合成气制低碳醇的复相金属多级孔道ZSM
‑
5沸石分子
筛催化剂的制备方法，包括以下步骤：1)先将异丙醇铝、有机铵模板剂、碱金属化合物溶于乙醇中，待全部溶解后制得溶液，在搅拌状态下，向上述溶液中加入硅溶胶或正硅酸乙酯，持续搅拌0.5
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2h后得到载体混合物凝胶，控制反应温度在50
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70℃，搅拌结束后将凝胶在负压条件下风干成干凝胶；2)将活性组分的硝酸盐溶液混合，缓慢加入到步骤1)中得到的干凝胶中；3)将步骤2)中得到的催化剂前驱体装入带有聚四氟乙烯内衬反应釜中，将反应釜放入烘箱，控温处理；4)将步骤3)中的产物倒出，洗涤，过滤、干燥，造粒、焙烧，最后加入水和粘结剂挤条成型。
[0010]在步骤1）中，所述有机模板剂为四丁基溴化铵、四丙基溴化铵中的一种。
[0011]在步骤1）中，所述碱金属氧化物为NaOH、KOH、Na2CO3、K2CO3中的一种。
[0012]在步骤3）中，所述控温处理在温度200
‑
300℃下，处理为48h
‑
96h。
[0013]在步骤4）中，所述焙烧的温度为400℃
‑
500℃，焙烧时间为3
‑
4h。
[0014]3.有益效果：本专利技术采用复相金属嵌入骨架的形式，促进活性组分的分散，有利于提高催化剂的活性和稳定性；本专利技术利用多级孔道ZSM
‑
5沸石分子筛为载体，利用其独特的孔道结构，大大提高了催化剂的选择性；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
[0015] 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。
[0016]实施例1按照活性组分占总质量的40%计，Cu:Zn=1:1，SiO2:Al2O3为100，称取硝酸锌11.6g，六水硝酸铜18.4g，40%硅溶胶29.5g，异丙醇铝0.8g，5.06g四丁基溴化铵，5gNaOH，将异丙醇铝、四丁基溴化铵，NaOH溶于30ml无水乙醇溶液中，待全部溶解后，在搅拌状态50℃下，向里面加入硅溶胶溶液，继续搅拌0.5h，结束后将凝胶倒出，在负压下风干成干凝胶；将硝酸铜、硝酸锌配成25ml水溶液，与干凝胶一起放入带有聚四氟乙烯内衬的反应釜中，在250℃下处理72h；将产物倒出，洗涤、过滤、干燥、造粒、450℃下焙烧4h，最后加入水和粘结剂挤条成型，制得催化剂C1。
[0017]实施例2按照活性组分占总质量的20%计，Cu:Zn=2:1，SiO2:Al2O3为100，称取硝酸锌3.9g，六水硝酸铜12.3g，40%硅溶胶39.3g，异丙醇铝1.07g，6.8g四丁基溴化铵，5.8gNaOH，将异丙醇铝、四丁基溴化铵，NaOH溶于30ml无水乙醇溶液中，待全部溶解后，在搅拌状态70℃下，向里面加入硅溶胶溶液，继续搅拌2h，结束后将凝胶倒出，在负压下风干成干凝胶；将硝酸铜、硝酸锌配成25ml水溶液，与干凝胶一起放入带有聚四氟乙烯内衬的反应釜中，在300℃下处理48h；将产物倒出，洗涤、过滤、干燥、造粒、500℃下焙烧3h，最后加入水和粘结剂挤条成型，制得催化剂C2。
[0018]实施例3按照活性组分占总质量的50%计，Cu:Zn=4:1，SiO2:Al2O3为200，称取硝酸锌5.8g，六水硝酸铜36.9g，40%硅溶胶24.8g，异丙醇铝0.34g，2.1g四丁基溴化铵，4.6gKOH，将异丙醇铝、四丁基溴化铵，KOH溶于30ml无水乙醇溶液中，待全部溶解后，在搅拌状态60℃下，向
里面加入硅溶胶溶液，继续搅拌1h，结束后将凝胶倒出，在负压下风干成干凝胶；将硝酸铜、硝酸锌配成25ml水溶液，与干凝胶一起放入带有聚四氟乙烯内衬的反应釜中，在200℃下处理96h；将产物倒出，洗涤、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于合成气制低碳醇的复相金属多级孔道ZSM
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5沸石分子筛催化剂，其特征在于：活性组分为复相金属氧化物，载体为多级孔道ZSM
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5沸石分子筛；其中复相金属氧化物中CuO
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ZnO和Cu:Zn摩尔比为(1
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4):1，以氧化物计并以催化剂的总重量为基准，所述活性组分的含量为20
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50重量%；所述载体中SiO2:Al2O3为100
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200。2.如权利要求1所述的用于合成气制低碳醇的复相金属多级孔道ZSM
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5沸石分子筛催化剂，其特征在于：BET比表面积为400
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500m2/g；平均孔径为8
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20nm；孔容为0.5
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0.8cm3/g。3.如权利要求1或2所述的用于合成气制低碳醇的复相金属多级孔道ZSM
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5沸石分子筛催化剂，其特征在于：所述催化剂能够用于合成气制低碳醇反应。4.一种如权利要求1
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3任一项权利要求所述的用于合成气制低碳醇的复相金属多级孔道ZSM
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5沸石分子筛催化剂的制...

【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：