一种铜基一氧化碳等温变换催化剂及其制备方法技术

发明专利技术公开了一种铜基一氧化碳等温变换催化剂及其制备方法；本发明专利技术催化剂组成包括如下重量百分比的组分：氧化铜35

【技术实现步骤摘要】
一种铜基一氧化碳等温变换催化剂及其制备方法


[0001]本专利技术涉及催化剂
，具体涉及一种铜基一氧化碳等温变换催化剂及其制备方法。

技术介绍

[0002]一氧化碳变换(简称变换)是现代煤化工项目的重要组成部分，通过变换反应将原料气中的CO转化为 H2，调节原料气中的氢碳比，以满足下游装置的要求。变换反应为可逆放热反应，传统的变换技术一般采用多个绝热变换反应器串联，以达到所需要的变换深度。随着煤气化技术的不断发展，干煤粉激冷流程气化技术得到了广泛的应用，该类气化技术所产粗煤气具有水含量高、CO含量高的“双高”特点，如果直接进入变换炉进行反应,催化剂床层温度高达500℃以上，严重影响催化剂的使用寿命和系统的安全运行同传统的绝热变换技术一般采用高水气比或低水气比工艺来防止催化剂床层超温。然而，无论是高水气比工艺还是低水气比工艺,都无法从根本上解决 催化剂在高温下使用的问题。近年来，等温变换技术 得到了众多科研单位和企业的重视，并取得了突破性 的发展，从根本上解决了“双高”粗煤气变换反应催化剂床层超温的问题。催化剂是实现先进工艺的关键，而反应器的选型对发挥催化剂的最佳活性和寿命有很大的关系，只有二者有机结合，才能节能降耗和实现最佳工艺指标。
[0003]现在与等温反应器配套使用的催化剂，存在两方面的问题，一方面是高温区性能偏低，当温度高于280℃时， CO的转化率有明显的下降趋势，另一方面是副反应多，反应的液相（水相）产物中醇类的含量随着反应温度的升高含量显著增加，增加了后续的分离成本。

技术实现思路

[0004]1.所要解决的技术问题：针对上述技术问题，本专利技术提供一种铜基一氧化碳等温变换催化剂及其制备方法，本方法生成的催化剂其高温区性能优良，副反应少。
[0005]2.技术方案：一种铜基一氧化碳等温变换催化剂，其特征在于：其组成重量百分比的具体为：氧化铜 35
‑
50%，氧化锌 25
‑
40%，氧化铝 5
‑
15%，结构助剂金属氧化物2
‑
10%，改性助剂金属氧化物1
‑
5%。
[0006]进一步地，结构助剂金属为铈、锆、钙、镁、铁、锰中的一种或者多种。
[0007]进一步地，改性助剂金属为锂、钠、钾、铷中的一种或者多种。
[0008]一种铜基一氧化碳等温变换催化剂的制备方法，其特征在于： 包括以下步骤步骤一：将碳酸钠和去离子水加入到带有搅拌桨和水浴加热的反应器中，搅拌均匀，等分为两份；步骤二：将改性助剂金属盐溶解在去离子水中后，加入到硝酸锌的溶液中，混合均
匀；步骤三：将步骤二的混合液匀速加入到步骤一中生成的碳酸钠溶液中的其中一份进行沉淀、老化；步骤四：将结构助剂金属盐溶解在去离子水中后，加入到硝酸铜的溶液中，混合均匀；步骤五：将步骤四生成的混合液匀速加入到步骤一中生成的碳酸钠溶液中的另一份进行沉淀、老化；步骤六：将步骤三得到的物料加入到步骤五得到的物料中，混合均匀；混合后物料经过5次沉降洗涤，加入氧化铝粉打浆0.3
‑
0.5h；步骤七：打浆后物料经过抽滤、干燥、碾料、造粒、焙烧、压片成型得到催化剂。
[0009]进一步地，步骤一中碳酸钠溶液的摩尔浓度为0.5
‑
1.0mol/L 。
[0010]进一步地，步骤二中的改性助剂金属盐，为其金属对应的硝酸盐、碳酸盐中的至少一种。
[0011]进一步地，所述步骤三中沉淀温度为65
‑
67℃，终点pH值为7.0
‑
7.2，老化温度60
‑
65℃，老化时间0.4
‑
0.8h。
[0012]进一步地，所述步骤四中所述结构助剂金属盐为其金属对应的乙酸盐、氢氧化物中的至少一种。
[0013]进一步地，所述步骤五中的沉淀温度为75
‑
77℃，终点pH值为7.2
‑
7.4，老化温度70
‑
75℃，老化时间0.4
‑
0.8h。
[0014]进一步地，步骤六中物料混合的温度为65
‑
67℃，混合时间为0.3
‑
0.5h；步骤七中物料焙烧温度为450
‑
550℃，焙烧时间为3
‑
5h。
[0015]3.有益效果：本专利技术提供的制备方法制得的催化剂中，在Cu、Zn、Al基础上引入了改性助剂和结构助剂，结构助剂金属与Al发挥双载体作用，增强了催化剂的传热性能，改性助剂与活性组分Cu发挥协同催化作用，提升了催化剂的性能，抑制了副反应的发生，降低了液相中醇类的含量。
具体实施方式
[0016]一种铜基一氧化碳等温变换催化剂，其特征在于：其组成重量百分比的具体为：氧化铜 35
‑
50%，氧化锌 25
‑
40%，氧化铝 5
‑
15%，结构助剂金属氧化物2
‑
10%，改性助剂金属氧化物1
‑
5%。
[0017]进一步地，结构助剂金属为铈、锆、钙、镁、铁、锰中的一种或者多种。
[0018]进一步地，改性助剂金属为锂、钠、钾、铷中的一种或者多种。
[0019]一种铜基一氧化碳等温变换催化剂的制备方法，其特征在于： 包括以下步骤步骤一：将碳酸钠和去离子水加入到带有搅拌桨和水浴加热的反应器中，搅拌均匀，等分为两份；步骤二：将改性助剂金属盐溶解在去离子水中后，加入到硝酸锌的溶液中，混合均匀；步骤三：将步骤二的混合液匀速加入到步骤一中生成的碳酸钠溶液中的其中一份
进行沉淀、老化；步骤四：将结构助剂金属盐溶解在去离子水中后，加入到硝酸铜的溶液中，混合均匀；步骤五：将步骤四生成的混合液匀速加入到步骤一中生成的碳酸钠溶液中的另一份进行沉淀、老化；步骤六：将步骤三得到的物料加入到步骤五得到的物料中，混合均匀；混合后物料经过5次沉降洗涤，加入氧化铝粉打浆0.3
‑
0.5h；步骤七：打浆后物料经过抽滤、干燥、碾料、造粒、焙烧、压片成型得到催化剂。
[0020]进一步地，步骤一中碳酸钠溶液的摩尔浓度为0.5
‑
1.0mol/L 。
[0021]进一步地，步骤二中的改性助剂金属盐，为其金属对应的硝酸盐、碳酸盐中的至少一种。
[0022]进一步地，所述步骤三中沉淀温度为65
‑
67℃，终点pH值为7.0
‑
7.2，老化温度60
‑
65℃，老化时间0.4
‑
0.8h。
[0023]进一步地，所述步骤四中所述结构助剂金属盐为其金属对应的乙酸盐、氢氧化物中的至少一种。
[0024]进一步地，所述步骤五中的沉淀温度为75
‑
77℃，终点pH值为7.2
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7.4，老化温度70
‑
75℃，老化时本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铜基一氧化碳等温变换催化剂，其特征在于：其组成重量百分比的具体为：氧化铜 35
‑
50%，氧化锌 25
‑
40%，氧化铝 5
‑
15%，结构助剂金属氧化物2
‑
10%，改性助剂金属氧化物1
‑
5%。2.根据权利要求1所述的一种铜基一氧化碳等温变换催化剂，其特征在于：结构助剂金属为铈、锆、钙、镁、铁、锰中的一种或者多种。3.根据权利要求1所述的一种铜基一氧化碳等温变换催化剂，其特征在于：改性助剂金属为锂、钠、钾、铷中的一种或者多种。4.一种铜基一氧化碳等温变换催化剂的制备方法，其特征在于： 包括以下步骤步骤一：将碳酸钠和去离子水加入到带有搅拌桨和水浴加热的反应器中，搅拌均匀，等分为两份；步骤二：将改性助剂金属盐溶解在去离子水中后，加入到硝酸锌的溶液中，混合均匀；步骤三：将步骤二的混合液匀速加入到步骤一中生成的碳酸钠溶液中的其中一份进行沉淀、老化；步骤四：将结构助剂金属盐溶解在去离子水中后，加入到硝酸铜的溶液中，混合均匀；步骤五：将步骤四生成的混合液匀速加入到步骤一中生成的碳酸钠溶液中的另一份进行沉淀、老化；步骤六：将步骤三得到的物料加入到步骤五得到的物料中，混合均匀；混合后物料经过5次沉降洗涤，加入氧化铝粉打浆0.3
‑
0.5h；步骤七：打浆后物料经过抽滤、干燥、碾料、造粒、焙烧、压片成型得到催化剂。5.根据权利要求4所述的一种铜基一氧化碳等温变换催化剂的制备...

【专利技术属性】
技术研发人员：王金利，朱艳芳，徐本刚，张杰，吴学其，张觅，蔡进，
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：