一种用于甲醇脱水制备二甲醚的反应的催化剂，该催化剂包括内外层结构，首先制备催化剂的内核，将含有第一组分和第二组分的化合物溶解并混合均匀，形成活性组分浆液A；然后将活性组分浆液A进行共沉淀后形成催化剂的内核浆料，烘干，成型，焙烧得催化剂的内核；接着制备催化剂的外层，再将将含有第一组分、第二组分以及第三组分的化合物溶解并混合均匀，形成活性组分浆液B；将制备的活性组分浆液B涂覆于催化剂的内核上，烘干，成型，焙烧后得成品催化剂。该催化剂活性高、选择性好、稳定性好，寿命长、反应温度范围得到了进一步的拓宽，甲醇的转化率能达到95%，二甲醚的选择性基本实现100%。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种用于甲醇脱水制备二甲醚的反应的催化剂，该催化剂包括内外层结构，首先制备催化剂的内核，将含有第一组分和第二组分的化合物溶解并混合均匀，形成活性组分浆液A；然后将活性组分浆液A进行共沉淀后形成催化剂的内核浆料，烘干，成型，焙烧得催化剂的内核；接着制备催化剂的外层，再将将含有第一组分、第二组分以及第三组分的化合物溶解并混合均匀，形成活性组分浆液B；将制备的活性组分浆液B涂覆于催化剂的内核上，烘干，成型，焙烧后得成品催化剂。该催化剂活性高、选择性好、稳定性好，寿命长、反应温度范围得到了进一步的拓宽，甲醇的转化率能达到95%，二甲醚的选择性基本实现100%。【专利说明】—种用于甲醇脱水制备二甲醚的反应的催化剂及其应用
本专利技术涉及一种由甲醇制备二甲醚的催化剂，尤其是该催化剂在甲醇制备二甲醚反应中的应用。
技术介绍
二甲醚，又称甲醚，简称DME。二甲醚在常温下是一种无色、无味、低毒、化学稳定、水溶性好的气体。作为一种重要的化工原料，二甲醚可用于许多精细化学品的合成，如在制药、燃料、农药等工业中用途广泛。液态DME对极性和非极性有机物均具有良好的溶解性，因此广泛用于气雾喷射溶剂，如发胶、摩丝、空气清新剂、杀虫剂和喷漆、发泡剂等，同时DME还可以取代氟利昂作为低毒制冷剂、萃取剂和麻醉剂等。二甲醚作为民用燃料具有燃烧充分、无残液、不析碳的优点，因此，二甲醚不仅可用作重要的化工原料，还可成为城市燃气和汽车燃料的代用品，是一种可代替石油的新型洁净能源。二甲醚的工业生产方法主要采用甲醇气相脱水法。气相法合成二甲醚的关键是高效催化剂的选择，常用的有浓硫酸、、分子筛、磷酸铝和固体酸催化剂。专利CN1153080 —种由合成气一步制取二甲醚的催化剂是以合成甲醇活性组份与甲醇脱水组份组成，其特征是合成甲醇活性组份为Cu、氧化锌及氧化锆，其中铜、锌、锆的原子比为:Cu: (Zn+Zr) = I: 0.5-5.0,Zn: Zr = I: 0.3-3.0，甲醇脱水组份为 H 型 Y或SY或ZSM-5分子筛或丝光沸石，合成甲醇组份与甲醇脱水组份的重量比为1: 0.3-3.0。专利CN1524618 —种用于流化床合成二甲醚的催化剂，其特征在于该催化剂是以硅溶胶为粘结剂，以Cu-Zn-Al为甲醇合成活性组分，以HZSM-5为甲醇脱水组分的双功能催化剂，主要活性组分重量百分含量为:铜占30-45%，锌占30-45%，其它组分占10-30%。日本学者Kurosaki 采用磷酸改性后的银酸催化甲醇分子间脱水制二甲醚；专利US4595785A中采用钛酸铝作为甲醇制备二甲醚的催化剂；专利JP2-85224提到了采用III A族金属修饰的催化剂。上述催化剂的研究也分别取得较好的进展，但也存在处理量小、催化活性和选择性不高、使用寿命短等技术缺陷。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是克服现有技术中存在的催化剂活性低、处理量小，使用寿命短等技术缺陷，提供一种新的、活性与选择性均较高的甲醇脱水制备二甲醚的催化齐U，本专利技术还保护该催化剂在甲醇制备二甲醚反应中的应用。为了解决上述问题，本专利技术采用的技术方案如下:一种用于甲醇脱水制备二甲醚的反应的复合金属氧化物催化剂，该催化剂包括内外层结构，通过如下方法制备得到:(I)首先制备催化剂的内核，将含有第一组分和第二组分的化合物溶解并混合均匀，形成活性组分浆液A，其中第一组分选自Pd、Pt、Au、Ag中的两种，第二组分选自CiuZr或Zn中的一种，第一组分与第二组分的元素的摩尔比为1:2-1:5 ；(2)将活性组分浆液A进行共沉淀后形成催化剂的内核浆料，烘干，成型，经300-400°C下焙烧5?12h焙烧得催化剂的内核；(3)接着制备催化剂的外层，再将将含有第一组分、第二组分以及第三组分的化合物溶解并混合均匀，形成活性组分浆液B，其中第三组分选自稀土元素中的一种，第一组分、第二组分与第三组分的元素摩尔比为1:(2-5):(2-4)；(4)最后，将制备的活性组分浆液B涂覆于催化剂的内核上，烘干，成型，经400-500°C下焙烧5?12h后得成品催化剂。优选的，第一组分为Pd和Ag，或是Pd和Pt。优选的，第二组分为Zn。优选的，稀土元素选自La或是Sm。优选的，步骤(I)中第一组分与第二组分的元素的摩尔比1:3-1:4。优选的，催化剂内核最好制成球形，相比不分别焙烧的催化剂，两次焙烧可提高催化剂的活性和稳定性。优选的,焙烧气氛可以是氦气、氮气、氩气等惰性气体。优选的，为了避免催化剂层的龟裂，在涂覆后需先烘干然后再焙烧，烘干温度优选为 70-90 °C。优选的，催化剂的内核直径大小优选为l_2mm，外层的层厚优选为0.5_lmm。优选的，本专利技术第一组分、第二组分以及第三组分的化合物可采用各元素的硝酸盐、氯化物、硫酸盐等，溶于水即可。优选的，活性组分浆液B涂覆于催化剂的内核时加入粘结剂，使两层之间粘结更牢固。粘结剂选自乙醇、丙醇或是乙醚。甲醇脱水制备二甲醚的反应条件为，温度150_400°C，压力为0.l_3Mpa，重时空速为 0.l-80h-l。与现有技术相比，本专利技术具有以下显著的优点:(I)本专利技术的核壳结构的复合金属氧化物催化剂，以两种活性组分混合为内核，以添加了助剂稀土元素的两种活性组分混合为壳层，制备工艺简单，没有加入任何酸、碱或有机物模版剂。(2)由于稀土元素的加入使得内外层活性组分的浓度存在差异，外层的活性组分浓度比内核低，这样，在甲醇脱水制备二甲醚的反应过程中，由于催化剂外表面的活性组分浓度低，相应的活性也低，有效地抑制了热点的形成和能量的积聚，降低了副产物的生成率，有效地提高了目标产物的选择性；而经过一段时间的反应后，虽然催化剂表面的活性组分有所损失，但是内层的活性组分仍然较高，使得催化剂能保持较高的活性，寿命得到有效的延长。(3)制备得到的催化剂活性高、选择性好、稳定性好，寿命长、反应温度范围得到了进一步的拓宽，甲醇的转化率能达到95%，二甲醚的选择性基本实现100%。【具体实施方式】下面用具体实施例来说明该复合金属氧化物催化剂在甲醇脱水制备二甲醚反应中的应用，但本专利技术的范围并不限于这些实施例。实施例1:催化剂I的制备(I)首先制备催化剂的内核，将含有二氯化钼、硝酸银和氯化锌按照摩尔比加入IOOOml纯净水中，充分搅拌混合均匀，形成活性组分浆液A，其中第一组分与第二组分的元素的摩尔比为1:3 ；(2)将活性组分浆液A进行共沉淀后形成催化剂的内核浆料，在70°C下烘干，成型，经300 V下焙烧8h焙烧得催化剂的内核；(3)接着制备催化剂的外层，再将含有硝酸铅、硝酸银、氯化锌以及氯化镧按照摩尔比加入IOOOml纯净水中，充分搅拌混合均匀，形成活性组分浆液B，其中第一组分、第二组分与第三组分的元素摩尔比为1:3:3 ;(4)最后，将制备的活性组分浆液B涂覆于催化剂的内核上，在90°C下烘干，成型，经450°C下焙烧IOh后得成品催化剂I。得到的催化剂I的内核直径大小为Imm,外层的层厚为0.5mm。实施例2:催化剂2的制备(I)首先制备催化剂的内核，将含有硝酸钼、硫酸钯和氯化铜按照摩尔比加入IOOOml纯净水中，充分搅拌混合均匀，形成活性组分浆液A，其中第一组分与第二组分的元素的本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于甲醇脱水制备二甲醚的反应的催化剂，该催化剂包括内外层结构，通过如下方法制备得到：（1）首先制备催化剂的内核，将含有第一组分和第二组分的化合物溶解并混合均匀，形成活性组分浆液A，其中第一组分选自Pd、Pt、Au、Ag中的两种，第二组分选自Cu、Zr或Zn中的一种，第一组分与第二组分的元素的摩尔比为1：2?1：5；（2）将活性组分浆液A进行共沉淀后形成催化剂的内核浆料，烘干，成型，经300?400℃下焙烧5～12h焙烧得催化剂的内核；（3）接着制备催化剂的外层，再将将含有第一组分、第二组分以及第三组分的化合物溶解并混合均匀，形成活性组分浆液B，其中第三组分选自稀土元素中的一种，第一组分、第二组分与第三组分的元素摩尔比为1：（2?5）：（2?4）；（4）最后，将制备的活性组分浆液B涂覆于催化剂的内核上，烘干，成型，经400?500℃下焙烧5～12h后得成品催化剂。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：毛秀惠，
申请(专利权)人：慈溪市科创电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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