一种合成气制异丁醇催化剂的制备方法

摘要

本发明提供一种合成气制异丁醇催化剂的制备方法，载体通过共沉淀法制备，主要由Mn、Zn、Zr的氧化物组成，制备过程中加入碱金属稳定剂，再在载体上浸以Cu和Pd的盐，加入润滑剂和水，压片成型，即得催化剂，该催化剂用于合成气制异丁醇反应，具有高CO转化率，高异丁醇选择性特点。

说明书

技术领域

本发明属于催化剂技术领域，具体涉及一种合成气制异丁醇催化剂的制备方法。

背景技术

由合成气直接合成低碳醇始于20世纪初，从70年代全世界受二次石油危机冲击以来，由煤基合成气制低碳醇的研究一度受到重视并取得了一定的进展。目前开发的催化剂体系大致可分为四类，具有代表性的有MAS工艺、IFP工艺、Sygmol工艺、Octamix工艺。但迄今为止，其单程转化率和选择性都较低，大多数体系的产物仍以甲醇为主要产物。近年来，由于环保方面的原因，甲基叔丁基醚（MTBE）作为油品添加剂在一些国家被禁用，使得低碳醇作为油品添加剂的实用价值倍增，低碳醇合成工艺重新引起了研究者的兴趣。由合成气直接制甲醇、异丁醇受到特殊关注，主要原因就是甲醇是比较洁净而相对便宜的理想代用燃料，而异丁醇是最好的助溶剂之一，异丁醇能脱水生成异丁烯，可与同时生成的甲醇反应制取甲基叔丁基醚或异丁烯二聚加氢制取异丁烷。目前商业异丁醇主要来自于丙烯炭基化生成丁醇过程中的副产物，产量少，所以研究由合成气制异丁醇具有重要的经济和社会意义。

专利US4122110以Cu-Co为催化剂提出的IFP工艺，C

Cu-ZrO

发明内容

本发明的目的是提供一种合成气制异丁醇催化剂的制备方法，采用本发明制备的催化剂用于合成气合成异丁醇，异丁醇选择性好，催化剂稳定性好，反应条件温和。

技术方案：本发明的目的通过下述技术方案实现。

本发明提供一种合成气制异丁醇催化剂的制备方法，其特征在于，所述催化剂主要由Mn、Zn、Zr、Cu、Pd的氧化物组成，按以下步骤制备：

（1）将含Mn、Zn、Zr的盐配成水溶液，与一定浓度的碱溶液进行中和沉淀反应，经过老化后过滤、洗涤、干燥，得前驱体；

（2）在前驱体中加入稳定剂，再进行干燥、焙烧，得载体；

（3）将含有Cu和Pd的盐按需要量配成混合溶液；

（4）将步骤（3）中的混合溶液浸渍到载体上；

（5）将浸渍后的载体在高温下进行焙烧，再加入润滑剂和粘接剂，压片成型，得所述催化剂。

优选地，步骤（1）中所用的含Mn、Zn、Zr的盐，可以是硫酸盐，也可以是硝酸盐。

优选地，步骤（1）中所用的碱溶液可以是碱金属的盐或其氢氧化物中的一种，如Na

优选地，步骤（1）中的老化温度为75℃-150℃。

优选地，步骤（1）中的老化温度优选为130℃-145℃。

优选地，步骤（2）中所用的稳定剂为K

优选地，步骤（2）中的焙烧温度为450℃-750℃，焙烧时间6h-7h。

优选地，步骤（2）中的焙烧温度优选为650℃-750℃。

优选地，步骤（2）中制得的载体中ZrO

优选地，步骤（3）中所述Cu盐为其硝酸盐，所述Pd盐选自硝酸钯或氯化钯。

优选地，步骤（5）中的焙烧温度为440℃-550℃。

优选地，步骤（5）中的焙烧温度优选为450℃-500℃。

本发明还提供上述催化剂的应用，所述催化剂用于合成气制异丁醇反应。

优选地，所述催化剂用于合成气制异丁醇反应中，反应条件：压力8.0MPa-15.0MPa，温度400℃-500℃，气体空速为5000 h

优选地，催化剂中ZrO

有益效果

本发明制备的催化剂用于合成气合成异丁醇，异丁醇选择性好，催化剂稳定性好，反应条件温和，产物中异丁醇含量可达40%。

具体实施方式

下面通过实施例来进一步阐述本发明，实施例不是对本发明的限制。

实施例1

称取64.0g的Zr(NO

将催化剂C-1装入10mm内径不锈钢管反应器中进行催化剂性能测试，先用含20%H

实施例2

称取86.0g的Zr(NO

将催化剂C-2装入10mm内径不锈钢管反应器中进行催化剂性能测试，先用含20%H

实施例3

称取64.0g的Zr(NO

将催化剂C-3装入10mm内径不锈钢管反应器中进行催化剂性能测试，先用含20%H

实施例4

称取64.0g的Zr(NO

将催化剂C-4装入10mm内径不锈钢管反应器中进行催化剂性能测试，先用含20%H

实施例5

称取64.0g的Zr(NO

将催化剂C-5装入10mm内径不锈钢管反应器中进行催化剂性能测试，先用含20%H

实施例6

称取64.0g的Zr(NO

将催化剂C-6装入10mm内径不锈钢管反应器中进行催化剂性能测试，先用含20%H

实施例7

将C-1装入10mm内径不锈钢管反应器中进行催化剂性能测试，先用含20%H

实施例8

将C-1装入10mm内径不锈钢管反应器中进行催化剂性能测试，先用含20%H

实施例9

将C-1装入10mm内径不锈钢管反应器中进行催化剂性能测试，先用含20%H

实施例10

将C-1装入10mm内径不锈钢管反应器中进行催化剂性能测试，先用含20%H

表1 样品活性测试结果

物相测试：将样品进行XPS检测，测试样品中ZrO

表2 样品中ZrO