漿態(tài)床合成甲醇銅基催化劑的制備及研究.pdf

1、漿態(tài)床合成甲醇工藝具有傳熱效率好、可采用富CO氣體、尾氣不循環(huán)或少循環(huán)、單程轉(zhuǎn)化率高、在線更換催化劑以及操作負(fù)荷彈性大等特點(diǎn)，能夠大規(guī)模生產(chǎn)甲醇，并且特別適宜于以煤氣化為基礎(chǔ)的多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)中的化工產(chǎn)品聯(lián)產(chǎn)。但是目前從合成氣出發(fā)利用固定床合成甲醇是唯一的工業(yè)化方法，漿態(tài)床合成甲醇仍未實(shí)現(xiàn)工業(yè)化，主要是由于應(yīng)用于漿態(tài)床的催化劑容易失活，穩(wěn)定性是急需要解決的問(wèn)題。本文通過(guò)改進(jìn)共沉淀法制備CuO／ZnO／Al2O3催化劑的工藝，在催化劑中加入第四

2、組分Zr，并在CuO／ZnO／Al2O3催化劑前驅(qū)體的制備過(guò)程中引入微波輻射，考察了Cu／Zn、沉淀方式、沉淀劑、溶劑等對(duì)前驅(qū)體物相組成、催化劑微觀結(jié)構(gòu)及表面性質(zhì)對(duì)催化合成甲醇活性和穩(wěn)定性的影響。
　　 本研究得出如下主要結(jié)論：⑴在共沉淀法制備CuO／ZnO／Al2O3催化劑前驅(qū)體的過(guò)程中，微波輻射能促進(jìn)晶相的選擇生成，提高晶體的結(jié)晶度，使之含有較多的綠銅鋅礦物相(Cu，Zn)5(CO3)2(OH)6。Cu／Zn比值對(duì)前驅(qū)體晶相

3、形成影響較大，當(dāng)Cu／Zn比為2．0時(shí)，所制各前驅(qū)體焙燒后CuO-ZnO間協(xié)同作用更好，具有較好的漿態(tài)床合成甲醇催化活性和穩(wěn)定性。⑵在沉淀法制備CuO／ZnO／AlO3催化劑前驅(qū)體的過(guò)程中，先沉淀鋁得到懸浮液，再在懸浮液中并流沉淀銅和鋅，沉淀母液中先生成Cu2CO3(OH)2和Zn5(CO3)2(OH)6，并發(fā)生同晶取代生成(Cu，Zn)2CO3(OH)2和較大含量的(Cu，Zn)5(CO3)2(OH)6。銅和鋅同時(shí)沉淀到載體氧化鋁上，

4、不但使得銅與鋅相互分散均勻，且充分發(fā)揮載體的作用，使活性組分CuO均勻分散于載體Al2O3上，有利于催化合成甲醇活性的提高。⑶針對(duì)漿態(tài)床催化劑失活的問(wèn)題，在CuO／ZnO／Al2O3三元催化劑中加入了第四組分Zr，結(jié)果表明Zr能使焙燒分解后催化劑的銅鋅協(xié)同作用好，提高甲酵合成的活性和穩(wěn)定性。80℃沉淀制各的含4％Zr的四元催化劑的失活率降低了65.12％，從而較好地解決了漿態(tài)床甲醇合成催化劑易失括的問(wèn)題。⑷在共沉淀法制各CuO／ZnO／