一种沉淀过程稳定的甲醇合成催化剂的制备方法与流程

本发明涉及催化剂生产，具体涉及一种沉淀过程稳定的甲醇合成催化剂的制备方法。

背景技术：

1、甲醇是重要的基础化工原料，在传统化工领域应用广泛，是甲醛、二甲醚、醋酸等一系列化工产品的上游原料。截止2022年底，我国总计拥有甲醇产能11306万吨，有效产能10000万吨，同比增加5.7％。

2、目前甲醇合成催化剂常采用共沉淀法制备，在制备过程中，沉淀物中单位体积金属阳离子随着盐碱溶液的持续加入会发生波动，且盐碱溶液滴入母体沉淀中会发生扩散和沉淀，这些不利因素不利于沉淀过程ph值的完全稳定，最终影响催化剂的低温活性和高温选择性，前期试验表明，当催化剂具有优异低温活性时，高温选择性不佳。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种沉淀过程稳定的甲醇合成催化剂的制备方法，解决现有技术中甲醇合成催化剂沉淀过程不稳定的技术问题。

2、本发明公开了一种沉淀过程稳定的甲醇合成催化剂的制备方法，包括以下步骤：

3、步骤1：将硝酸锆、硝酸锌及硝酸铝溶于水，形成锆-锌-铝混合盐溶液a，将硝酸锌、硝酸铝及硝酸铜溶于水，形成铜-锌-铝混合盐溶液b，将碳酸钠溶于水，形成碱溶液c和碱溶液d，向去离子水中滴加少量碱溶液c形成去离子水e；

4、步骤2：利用盐溶液a、碱溶液c和去离子水e，形成沉淀物1，然后对沉淀物1进行老化；

5、步骤3：老化完毕后，过滤洗涤沉淀物1，将沉淀物1加入混合溶液b中，使其形成高分散的悬浮浆液f；

6、步骤4：使用悬浮浆液f和碱溶液d进行乳化反应形成沉淀物2，并对沉淀物2进行老化；

7、步骤5：沉淀物2老化完毕后，过滤洗涤沉淀物2，将过滤所得滤饼干燥后焙烧，向所得焙烧物中添加石墨，混和均匀成型后得到甲醇合成催化剂。

8、进一步的，所述盐溶液a和碱溶液c采用喷雾的形式进入反应。

9、进一步的，步骤1中盐溶液a中的zn2+的摩尔量占盐溶液a和盐溶液b中总zn2+的10％～20％。

10、进一步的，步骤1中盐溶液a中的al3+的摩尔量占盐溶液a和盐溶液b中总al3+的90％以上。

11、进一步的，步骤1中所述去离子水e的ph值为7.0～9.0，优选为8.0。

12、进一步的，步骤2中预热至70～90℃，优选为80℃。

13、进一步的，步骤2中形成沉淀物1时控制单位体积内金属阳离子的总量不变。具体步骤为：待盐溶液a消耗一部份后，从反应釜的顶部向下雾化喷入去离子水，控制喷入去离子水的流量，使得单位体积内金属阳离子的总量不变。

14、进一步的，步骤2中形成沉淀物1的同时将沉淀物1输送至另一带搅拌可控温的容器内，控制反应釜内液位不变，控制输送至另一带搅拌可控温的容器内的沉淀物1的ph值与去离子水e相同。

15、进一步的，步骤2中待盐溶液a完全喷入后，停止喷入碱溶液c和去离子水，待沉淀物1完全进入反应进入容器后，继续搅拌30min～120min，搅拌完毕后降温，优选为搅拌60min。

16、进一步的，步骤4中控制沉淀物2的ph为6.5～8.0，优选为7.2。

17、进一步的，步骤4中悬浮浆液f添加完毕时停止泵入碱溶液d。

18、进一步的，步骤3和步骤4中所述老化温度为60～80℃，优选为70℃，并继续在此温度下搅拌1～3h，优选搅拌90min。

19、进一步的，所述焙烧为在300～400℃下焙烧3～5h，优选为在350℃下焙烧4h。

20、进一步的，所述石墨占催化剂总质量的2％。

21、一种沉淀过程稳定的甲醇合成催化剂，包括石墨，所述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 55～60％，zno 18～23％，al2o3 20～25％以及zro2 0.5％～3％。

22、与现有技术相比，本发明具有的有益效果是：

23、1.采用喷雾的形式将盐溶液a和碱溶液c雾化成极细雾滴落入经碱溶液c调过ph值的反应釜底部进行反应，这使得盐溶液a和碱溶液c更加快速扩散后反应，使得沉淀过程中ph值波动更小更稳定，从而有利于载体结构的形成和稳定，最终有利于提高催化剂的稳定性；

24、2.采用反应过程中向反应釜雾化喷入去离子水，使得单位体积内的金属阳离子总量不变，采用将反应生成的沉淀物1输送至另一带搅拌可控温的容器内，控制反应釜内液位不变，这些操作使得沉淀过程更加平稳，波动更小。

技术特征：

1.一种沉淀过程稳定的甲醇合成催化剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种沉淀过程稳定的甲醇合成催化剂的制备方法，其特征在于：所述盐溶液a和碱溶液c采用喷雾的形式进入反应。

3.根据权利要求1所述的一种沉淀过程稳定的甲醇合成催化剂的制备方法，其特征在于：步骤1中盐溶液a中的zn2+的摩尔量占盐溶液a和盐溶液b中总zn2+的10％～20％。

4.根据权利要求1所述的一种沉淀过程稳定的甲醇合成催化剂的制备方法，其特征在于：步骤1中盐溶液a中的al3+的摩尔量占盐溶液a和盐溶液b中总al3+的90％以上。

5.根据权利要求1所述的一种沉淀过程稳定的甲醇合成催化剂的制备方法，其特征在于：步骤1中所述去离子水e的ph值为7.0～9.0。

6.根据权利要求1所述的一种沉淀过程稳定的甲醇合成催化剂的制备方法，其特征在于：步骤2中形成沉淀物1时控制单位体积内金属阳离子的总量不变。

7.根据权利要求1所述的一种沉淀过程稳定的甲醇合成催化剂的制备方法，其特征在于：步骤2中形成沉淀物1的同时将沉淀物1输送至另一带搅拌可控温的容器内，控制反应釜内液位不变，控制输送至另一带搅拌可控温的容器内的沉淀物1的ph值与去离子水e相同。

8.根据权利要求1所述的一种沉淀过程稳定的甲醇合成催化剂的制备方法，其特征在于：步骤3和步骤4中所述老化温度为60～80℃，优选为70℃，并继续在此温度下搅拌1～3h，优选搅拌2h。

9.根据权利要求1所述的一种沉淀过程稳定的甲醇合成催化剂的制备方法，其特征在于：所述焙烧为在300～400℃下焙烧3～5h，优选为在350℃下焙烧4h。

10.根据权利要求1-9任一项所述的一种沉淀过程稳定的甲醇合成催化剂的制备方法制备的甲醇合成催化剂，其特征在于：包括石墨，所述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 55～60％，zno 18～23％，al2o320～25％以及zro2 0.5％～3％。

技术总结
本发明涉及催化剂生产技术领域，具体涉及一种沉淀过程稳定的甲醇合成催化剂的制备方法，包括以下步骤：步骤1：将硝酸锆、硝酸锌及硝酸铝溶于水，形成锆‑锌‑铝混合盐溶液A，将硝酸锌、硝酸铝及硝酸铜溶于水，形成铜‑锌‑铝混合盐溶液B，将碳酸钠溶于水，形成碱溶液C和碱溶液D，向去离子水中滴加少量碱溶液C形成去离子水E；步骤2：利用盐溶液A、碱溶液C和去离子水E，形成沉淀物1，然后对沉淀物1进行老化；步骤3：老化完毕后，过滤洗涤沉淀物1，将沉淀物1加入混合溶液B中，使其形成高分散的悬浮浆液F；步骤4：使用悬浮浆液F和碱溶液D进行乳化反应形成沉淀物2，并对沉淀物2进行老化。

技术研发人员：周菊发,蔡洪城,赵安民,张可羡,李克兵,郑珩,陈鹏,杜勇,贺安平,胡志彪,郑天平,王治祥,王莉,高平
受保护的技术使用者：西南化工研究设计院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17