一种高选择性甲醇合成催化剂制备方法技术

技术编号：40358378 阅读：9 留言：0更新日期：2024-02-09 14:44

本发明专利技术属于催化剂制备技术领域，具体涉及一种高选择性甲醇合成催化剂的制备方法。通过在CuO/ZnO/Al2O3三元催化剂制备过程中掺杂助剂的方法，调节催化剂表面的酸碱性，增强并增加酸性位点数量，制备新型甲醇合成催化剂。按照本方法制备的甲醇合成催化剂，粗醇中的乙醇含量降低，催化剂活性和热稳定性更好。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于催化剂制备，具体涉及一种高选择性甲醇合成催化剂的制备方法。

技术介绍

1、“碳达峰、碳中和”是我国未来发展的重要战略，要求我们加速实现清洁生产及碳资源的高效利用，完成经济绿色转型及高质量发展。甲醇作为基础化工原料和环保动力型燃料，广泛应用于甲醛、乙醇、醋酸、甲基叔丁基醚、医药、农药、车用燃料等方面。发展高效甲醇制备技术将有效缓解能源紧缺及环境问题并助力经济快速发展及“双碳”目标的实现。

2、近年来，甲醇工业的快速发展，尤其是甲醇装置的大型化，对甲醇合成催化剂也提出了更高的要求。除了活性外，还对粗醇产品的质量，特别是粗醇中的杂醇尤其是乙醇含量也有严格的要求。随着装置规模越来越大，使用压力和反应温度越来越高，粗醇产品中的杂质含量也随之升高的情况下，如何降低粗醇产品的杂质含量，提高催化剂的选择性成为一个重要课题。

3、目前常见的甲醇合成催化剂包括铜基催化剂、贵金属催化剂等。其中cu基催化剂因其良好的催化性能，且价格便宜、制备简便，而被广泛使用。cu基催化活性是cu和zno组分之间协同作用的结果，但cu-zno双组分催化剂存在热稳定性差、对有毒有害物质极其敏感且寿命不长等严重问题。在双组分催化剂基础上，学者们加入助剂组成三元催化剂，以解决双组分催化剂存在的问题。助剂的作用是优化催化剂表面酸碱性，改变还原过程中cu结构，使还原后样品具有单一的活性位点，从而影响催化剂的反应能垒和气体吸附能，改变co氢化生成甲醇及co耦连生成乙醇路径。

4、本研究专利技术通过在cuo/zno/al2o3催化

技术实现思路

1、本专利技术的目的是提出一种高选择性甲醇合成催化剂制备方法。通过在cuo/zno/al2o3三元催化剂制备过程中掺杂助剂的方法，调节催化剂表面的酸碱性，增强并增加酸性位点数量，制备新型甲醇合成催化剂。

2、本专利技术的特点是对cu(no3)2溶液掺杂助剂进行预处理，改性后的溶液再与zn(no3)2溶液混合配制成铜锌混合液，铜锌混合液与沉淀剂进行共沉淀反应，得到母体；母体与氧化铝载体混合打浆，得到催化剂浆料；对浆料进行后处理制得甲醇合成催化剂。

3、一般地，所述合成甲醇催化剂的制备方法，其特征在于对cu(no3)2溶液掺杂助剂进行预处理改性，助剂为zr(no3)4和mg(no3)2中一种或一种以上混合水溶液。

4、所述制备方法中助剂粒子与硝酸铜溶液中铜原子的摩尔比为0.01~0.05。

5、所述zr(no3)4和mg(no3)2混合液zr原子与mg原子的摩尔比为2~5。

6、所述预处理改性过程是在加热搅拌状态下进行，温度40℃～60℃，0.5h~2h。

7、所述改性液与zn(no3)2溶液在超声作用下充分混合配制成铜锌混合液。

8、所述超声功率为15~40khz，超声时间为0.5h~1h。

9、所述cu(no3)2和zn(no3)2混合溶液中cu/zn原子比为2～3.5。

10、所述对浆料进行后处理包括干燥、碾压、造粒、焙烧、压片成型。

11、按照本方法制备的甲醇合成催化剂，粗醇中的乙醇含量降低，催化剂活性和热稳定性更好。

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【技术保护点】

1.一种高选择性甲醇合成催化剂制备方法，其特征是对Cu(NO3)2溶液掺杂助剂进行预处理改性，改性后的溶液再与Zn(NO3)2溶液混合配制成铜锌混合液，铜锌混合液与沉淀剂进行共沉淀反应，得到母体；母体与氧化铝载体混合打浆，得到催化剂浆料；对浆料进行后处理，制得甲醇合成催化剂。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述对Cu(NO3)2溶液掺杂助剂进行预处理改性，掺杂助剂为Zr(NO3)4和Mg(NO3)2中一种或一种以上混合水溶液。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于所述掺杂助剂粒子与硝酸铜溶液中铜原子的摩尔比为0.01~0.05。

4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于所述掺杂助剂Zr(NO3)4和Mg(NO3)2混合液中Zr原子与Mg原子的摩尔比为2~5。

5.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于所述预处理改性过程是在加热搅拌状态下进行，温度40℃～60℃，处理时间0.5h~2h。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述改性后的溶液与Zn(NO3)2溶液在超声作用下充分混合配制成铜锌混合液。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于超声功率为15~40kHz，超声时间为0.5h~1h。

8.根据权利要求1或6所述的制备方法，其特征在于所述改性后的Cu(NO3)2和Zn(NO3)2进行混合时，Cu/Zn原子比为2～3.5。

9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于对浆料进行后处理包括干燥、碾压、造粒、焙烧、压片成型。

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【技术特征摘要】

1.一种高选择性甲醇合成催化剂制备方法，其特征是对cu(no3)2溶液掺杂助剂进行预处理改性，改性后的溶液再与zn(no3)2溶液混合配制成铜锌混合液，铜锌混合液与沉淀剂进行共沉淀反应，得到母体；母体与氧化铝载体混合打浆，得到催化剂浆料；对浆料进行后处理，制得甲醇合成催化剂。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述对cu(no3)2溶液掺杂助剂进行预处理改性，掺杂助剂为zr(no3)4和mg(no3)2中一种或一种以上混合水溶液。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于所述掺杂助剂粒子与硝酸铜溶液中铜原子的摩尔比为0.01~0.05。

4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于所述掺杂助剂zr(no3)4和mg(no3)2混合液中...

【专利技术属性】
技术研发人员：仇冬，陈海波，毛春鹏，檀结东，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：

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