一种带三级乳化器的甲醇合成催化剂的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种甲醇合成催化剂的制备方法，属于催化剂技术领域。该方法的沉淀反应在三级乳化器内反应，该三级乳化反应器有2对进料口，每对进料口供盐溶液和碱溶液喷雾反应后被乳化器进一步乳化反应，催化剂制备步骤具体为：将硝酸镁和硝酸铝在三级乳化反应器的第一组转子附近乳化反应，乳化反应生成的沉淀物进一步与硝酸锌、硝酸铜和硝酸铝的盐溶液和碱溶液一起在三级乳化反应器的第二组转子附近反应，生成的沉淀物进一步在三级乳化反应器的第三组转子附近混合乳化反应后流出，得到的沉淀物进一步老化、过滤、洗涤、焙烧、成型得到甲醇合成催化剂。本发明专利技术制备的催化剂，可明显提高催化剂热稳定和高温选择性，可用于大型化甲醇合成装置。醇合成装置。醇合成装置。

【技术实现步骤摘要】
一种带三级乳化器的甲醇合成催化剂的制备方法


[0001]本专利技术属于催化剂
，尤其是用于大型化甲醇合成装置中的催化剂，具体为一种带三级乳化器的甲醇合成催化剂的制备方法。
技术背景
[0002]甲醇是仅次于合成氨的化工产品和重要的有机化工原料，是化学的基础物质，又是一种清洁燃料。目前世界上普遍采用中、低压气相法合成甲醇，所用催化剂基本上为铜、锌、铝的混合氧化物。合成甲醇催化剂中CuO、ZnO、Al2O3三组分的作用各不同，CuO为主活性组分，ZnO和Al2O3为助剂。ZnO的加入可以使催化剂形成Cu/Zn协同体，大幅度提高了催化剂的活性和选择性，Al2O3在催化剂中不但起骨架作用，而且能分散催化剂中活性组分。
[0003]目前国内的大甲醇装置在开车时，温度缓缓上升，装置稳定后催化剂长期处在280℃以上，甚至300℃的操作温度，因此需要此类催化剂具备必须的低温起活性能，热稳定性及高温选择性。但是目前来说，当催化剂具有好的低温活性催化剂和热稳定性时，高温选择性不佳，因此急需研发一种具备能兼顾低温活性、热稳定性和高温选择性的甲醇合成催化剂。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种甲醇合成催化剂的制备方法，该制备方法与传统的催化剂制备方法不同，其将乳化反应生成的沉淀物1进一步与后续物质发生反应，进一步生成沉淀物2，而沉淀物2进一步在三级乳化反应器的第三组转子附近混合乳化反应后流出。这样简单易行的制备方法却能明显提高催化剂的热稳定性和高温选择性。
[0005]本专利技术的目的通过以下技术方案来实现的：
[0006]一种带三级乳化器的甲醇合成催化剂的制备方法，其主要步骤为：将制备方法过程中所发生的沉淀反应发生在三级乳化器反应内；该三级乳化反应器有2对进料口和三组转子，每对进料口供盐溶液和碱溶液喷雾反应后被乳化器进一步乳化反应；其中，催化剂制备的原料硝酸镁和硝酸铝在三级乳化反应器的第一组转子附近乳化反应，乳化反应生成的沉淀物进一步与硝酸锌、硝酸铜和硝酸铝的盐溶液和碱溶液一起在三级乳化反应器的第二组转子附近反应，生成的沉淀物进一步在三级乳化反应器的第三组转子附近混合乳化反应后流出，得到的沉淀物进一步老化、过滤、洗涤、焙烧、成型得到甲醇合成催化剂。
[0007]进一步的，该甲醇合成催化剂中，石墨占催化剂总质量的1～3％；除开石墨，其余组份按质量百分含量之和为100％计，包括CuO 65
‑
75％，ZnO 12
‑
18％，Al2O36
‑
18％，余下为MgO。
[0008]采用该方法能明显提高催化剂的热稳定性和高温选择性；采用该方法制备得到的甲醇合成催化剂可用于大型化甲醇合成。
[0009]一种带三级乳化器的甲醇合成催化剂的制备方法，包括以下具体步骤，
[0010]步骤1：将Mg(NO3)2·
6H2O和Al(NO3)2·
9H2O溶解于水中，搅拌、溶解并混合均匀，形
成盐溶液A；将Cu(NO3)2·
3H2O、Zn(NO3)2·
6H2O及Al(NO3)2·
9H2O溶解于水中，搅拌、溶解并混合均匀，形成盐溶液B；将Na2CO3溶解于水中，搅拌、溶解并混合均匀，得到不同浓度的碱溶液C1和碱溶液C2；
[0011]步骤2：预热盐溶液A、盐溶液B、碱溶液C1和碱溶液C2至一定温度后，将盐溶液A与碱溶液C1雾化喷入三级乳化反应器的第一组转子附近，以利于盐溶液A与碱溶液C1进行沉淀反应，形成沉淀物1，与此同时，将盐溶液B与碱溶液C2雾化喷入三级乳化反应器的第二组转子附近，以利于沉淀物1、盐B、碱溶液C2一起进行沉淀反应，形成沉淀物2，沉淀物2进一步在三级乳化反应器的第三组转子附近进一步反应和混合后流出三级乳化反应器，形成沉淀物3，沉淀物3继续在一定温度下搅拌一段时间；
[0012]步骤3：离心过滤沉淀物3得催化剂前驱体，用去离子水洗涤，直到滤液中检测不到Na
+
，将沉淀物3在一定温度下干燥一段时间；
[0013]步骤4：将干燥后的催化剂前驱体在马弗炉内一定温度下分解，分解产物添加石墨混和均匀，成型后得合成气甲醇催化剂。
[0014]作为本申请中一种较好的实施方式，步骤1中盐溶液A中Al
3+
占盐溶液A和盐溶液B中总Al
3+
的80％以上。
[0015]作为本申请中一种较好的实施方式，步骤2中所述盐溶液A、盐溶液B、碱溶液C1和碱溶液C2预热的温度为80～90℃。
[0016]作为本申请中一种较好的实施方式，步骤2中，控制沉淀物3的pH为6.5～8.0，沉淀物3继续在60～80℃下搅拌15～30min。
[0017]作为本申请中一种较好的实施方式，步骤3中所述沉淀物3干燥的温度为90～100℃，时间为6～8小时。
[0018]作为本申请中一种较好的实施方式，步骤4中所述马弗炉内分解温度为320～380℃，时间为3～5小时。
[0019]本申请的另外一个专利技术目的是保护一种如前面任一所述方法制备得到的甲醇合成催化剂；该催化剂具有优异的低温活性、良好的热稳定性、以及高温选择性，可用于大型化甲醇合成装置。
[0020]与现有技术相比，本专利技术的积极效果体现在：
[0021](1)沉淀物1是含Mg
2+
、Al
3+
的盐溶液与碱溶液雾化接触形成初级沉淀后被三级乳化器的第一组转子继续乳化反应形成的，后期焙烧形成了MgO改性的Al2O3，提高了Al2O3的热稳定性和改性了Al2O3的表面酸性，能有效提高催化剂的选择性，与此同时，此氧化物同时具有Al2O3的大比表面积，因此沉淀物1后期焙烧形成的氧化物可有效分散活性组份，提高催化剂的低温活性与热稳定性。
[0022](2)沉淀物2是沉淀物1经乳化后与含Cu
2+
、Zn
2+
、Al
3+
的盐溶液和碱溶液雾化接触后一起乳化反应形成的，这种情况下，沉淀物1起到了更好的分散Cu
2+
、Zn
2+
、Al
3+
形成的沉淀物的作用。
[0023](3)沉淀物2进一步在三级乳化反应器的第三组转子附近乳化反应混合，使得混合更充分。
附图说明
[0024]图1为本专利技术所述催化剂前驱体的制备过程示意图
具体实施方式
[0025]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0026]实施例1
[0027]将48.56g Mg(NO3)2.6H2O和190.65g Al(NO3)3·
9H2O溶解于去离子水中，并定容为1100ml，形成盐溶液A。将299.14g Cu(NO3)2·
3H2O，66.46g Zn本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种带三级乳化器的甲醇合成催化剂的制备方法，其特征在于，在制备方法过程中所发生的沉淀反应发生在三级乳化器反应内；该三级乳化反应器有2对进料口和三组转子，每对进料口供盐溶液和碱溶液喷雾反应后被乳化器进一步乳化反应；其中，催化剂制备的原料硝酸镁和硝酸铝在三级乳化反应器的第一组转子附近乳化反应，乳化反应生成的沉淀物进一步与硝酸锌、硝酸铜和硝酸铝的盐溶液和碱溶液一起在三级乳化反应器的第二组转子附近反应，生成的沉淀物进一步在三级乳化反应器的第三组转子附近混合乳化反应后流出，得到的沉淀物进一步老化、过滤、洗涤、焙烧、成型得到甲醇合成催化剂。2.如权利要求要求1所述的制备方法，其特征在于，该甲醇合成催化剂中，石墨占催化剂总质量的1～3％；除开石墨，其余组份按质量百分含量之和为100％计，包括CuO 65
‑
75％，ZnO 12
‑
18％，Al2O
3 6
‑
18％，余下为MgO。3.如权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，该方法能明显提高催化剂的热稳定性和高温选择性；采用该方法制备得到的甲醇合成催化剂能用于大型化甲醇合成。4.一种带三级乳化器的甲醇合成催化剂的制备方法，其特征在于包括以下具体步骤，步骤1：将Mg(NO3)2·
6H2O和Al(NO3)2·
9H2O溶解于水中，搅拌、溶解并混合均匀，形成盐溶液A；将Cu(NO3)2·
3H2O、Zn(NO3)2·
6H2O及Al(NO3)2·
9H2O溶解于水中，搅拌、溶解并混合均匀，形成盐溶液B；将Na2CO3溶解于水中，搅拌、溶解并混合均匀，得到不同浓度的碱溶液C1和碱溶液C2；...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵安民，杜勇，蔡洪城，王治祥，张勇，高平，周菊发，孙晨，李宾，惠武卫，贺安平，张可羡，
申请(专利权)人：西南化工研究设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：