專利名稱：：一種鋁基漿狀催化劑及其制備方法一種鋁基漿狀催化劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
-本發(fā)明一種鋁基漿狀催化劑及其制備方法，屬于催化劑制備
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體來講是一種以AIOOH為鋁源，由溶液到漿液直接合成專用于漿態(tài)床合成甲醇或二甲醚的漿狀催化劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
：漿態(tài)床反應(yīng)器由于有利于熱量傳遞，易于恒溫操作、結(jié)構(gòu)簡單、能量利用率高，使用靈活等優(yōu)點(diǎn)，尤其適用于從煤出發(fā)的熱、電、化學(xué)品聯(lián)產(chǎn)工藝，近年來受到科研人員和工業(yè)人士的廣泛關(guān)注，是當(dāng)前正在研發(fā)的用于醇、醚生產(chǎn)的最先進(jìn)的反應(yīng)床型。迄今為止，漿態(tài)床使用的催化劑都是采用先制成固體催化劑，經(jīng)粉碎研磨后再分散到惰性介質(zhì)中的制漿過程。我們課題組針對漿態(tài)床催化劑的使用特性，提出了一種從原料溶液出發(fā)直接形成具有類似固相催化劑的相結(jié)構(gòu)、孔結(jié)構(gòu)的漿狀催化劑的制備方法，該方法作為中國發(fā)明專利已經(jīng)授權(quán)(專利號為200410012537.6)，同時(shí)在此專利基礎(chǔ)上我們自己相繼又申請了申請?zhí)枮?0061012268.1、200710185215.5和200710139634.5的中國發(fā)明專利。但該方法以異丙醇鋁(AIP)為鋁源，生產(chǎn)成本較高。此外，AIP中Al相對含量低，在催化劑制備過程中AIP投入量大，為滿足AIP的水解和縮聚，需要加入大量的水，這不僅大幅度增加了裝置體積，而且還大幅度增加了隨后表面處理時(shí)的有機(jī)溶劑量。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明一種鋁基漿狀催化劑及其制備方法，其目的在于針對上述問題，基于課題組基礎(chǔ)和研究成果，提出以AIOOH為鋁源來制備鋁基漿狀催化劑，從而提供一種低成本，并易于工業(yè)化生產(chǎn)的鋁基漿狀催化劑和它的制備方法的技術(shù)方案。本發(fā)明一種鋁基漿狀催化劑，是一種專用于漿態(tài)床反應(yīng)器中甲醇或二甲醚合成的催化劑，其特征在于催化劑中的A1以AIOOH的形式存在，組成用通式CuZnAl描述，各組分的原子比為Cu/Zn/Al=l/0.1-5/0.15-15。上述一種鋁基漿狀催化劑的制備方法，其特征在于以AIOOH為鋁源制備鋁基漿狀催化劑，具體包括I、將AIOOH和水放入膠體磨中研磨分散制成AIOOH漿液，AIOOH與水的重量比為0.05~0.45:1;II、將上述漿液在338368K下加熱攪拌0.5~1.5h，然后加入膠溶劑調(diào)節(jié)漿液的pH值至0.57.0，繼續(xù)攪拌0.5~3.0h得到AIOOH溶膠；III、將上述溶膠、硝酸銅溶液和硝酸鋅溶液采用組合分步的加料方式制得含CuZnAl組分的凝膠；IV、將上述凝膠靜置老化后用有機(jī)溶劑置換，然后在液體石蠟中乳化，最后在N2氣氛和強(qiáng)攪拌下于573K加熱處理516h，即得到漿狀催化劑。上述一種鋁基漿狀催化劑的制備方法，其特征在于所述的AIOOH為無定形AIOOH、擬薄水鋁石或薄水鋁石。上述一種鋁基漿狀催化劑的制備方法，其特征在于所述的的膠溶劑為硝酸、磷酸或醋酸。上述一種鋁基漿狀催化劑的制備方法，其特征在于所述的硝酸銅溶液和硝酸鋅溶液為水溶液、醇溶液或酮溶液上述一種鋁基漿狀催化劑的制備方法，其特征在于所述的組合分步的加料方式為將AIOOH溶膠、硝酸銅溶液和硝酸鋅溶液按任意組合的順序方式分兩步或三步進(jìn)行。上述一種鋁基漿狀催化劑的制備方法，其特征在于所述的有機(jī)溶劑置換中有機(jī)溶劑為醇或酮。本發(fā)明一種鋁基漿狀催化劑及其制備方法的優(yōu)點(diǎn)在于AIOOH價(jià)格很低，而且其中Al含量高，在制備相同Al含量的催化劑前驅(qū)體時(shí)，較之AIP投料量大大降低，相應(yīng)地水量也顯著減少，經(jīng)理論計(jì)算至少可節(jié)水60%。顯然，與以往同類專利相比，本專利方法從源頭降低了原料成本，大幅度減少了催化劑前驅(qū)體中的水份，進(jìn)而大大縮小了生產(chǎn)裝置的體積，提高了裝置效率，更利于其工業(yè)化生產(chǎn)。具體實(shí)施方式具體實(shí)施方式1、將9.88g擬薄水鋁石和197.6ml去離子水放入膠體磨中研磨分散制成AIOOH漿液，在338K下攪拌加熱攪拌0.5h，然后加入硝酸調(diào)節(jié)漿液的pH值至0.5，繼續(xù)攪拌0.5h得到AIOOH溶膠；將9.95g硝酸銅和12.24g硝酸鋅的水溶液一起加入到上述AIOOH溶膠中，加熱攪拌直至形成凝膠。老化后將該凝膠用丙酮置換，然后乳化分散到液體石蠟中，最后在N2氣氛和強(qiáng)攪拌下于573K進(jìn)行加熱處理5h，即得漿狀催化劑。具體實(shí)施方式2、將9.88g薄水鋁石和39.52ml去離子水放入膠體磨中研磨分散制成AIOOH漿液，在353K下攪拌加熱攪拌l.Oh，然后加入磷酸調(diào)節(jié)漿液的pH值至5.0，繼續(xù)攪拌1.5h得到AIOOH溶膠；將1.99g硝酸銅的乙醇溶液加入到上述溶膠中攪拌0.5h，然后再加入4.91g硝酸鋅的乙醇溶液，加熱攪拌直至形成凝膠。老化后將該凝膠用乙醇置換，然后乳化分散到液體石蠟中，最后在N2氣氛和強(qiáng)攪拌下于573K進(jìn)行加熱處理16h，即得漿狀催化劑。具體實(shí)施方式3、將9.88g無定形AIOOH和28.23ml去離子水放入膠體磨中研磨分散制成AIOOH漿液，在363K下攪拌加熱攪拌1.5h，然后加入醋酸調(diào)節(jié)漿液的pH值至7.0，繼續(xù)攪拌3.0h得到AIOOH溶膠；將39.27g硝酸鋅的丙三醇溶液加入到上述溶膠中攪拌l.Oh，然后再加入79.70g硝酸銅的丙三醇溶液，加熱攪拌直至形成凝膠。老化后將該凝膠用丙三醇置換，然后乳化分散到液體石蠟中，最后在N2氣氛和強(qiáng)攪拌下于573K進(jìn)行加熱處理8h，即得漿狀催化劑。具體實(shí)施方式4、將9.88g擬薄水鋁石21.95ml去離子水放入膠體磨中研磨分散制成AIOOH漿液，在368K下攪拌加熱攪拌1.5h，然后加入醋酸調(diào)節(jié)漿液的pH值至3.5，繼續(xù)攪拌2.5h得到AIOOH溶膠；將AIOOH溶膠加入到9.95g硝酸銅和12.24g硝酸鋅的丙酮溶液中，加熱攪拌直至形成凝膠。老化后將該凝膠用丙酮置換，然后乳化分散到液體石蠟中，最后在N2氣氛和強(qiáng)攪拌下于573K進(jìn)行加熱處理10h，即得漿狀催化劑。實(shí)施方式1到實(shí)施方式4制備漿狀催化劑的活性評價(jià)在自制的漿態(tài)床評價(jià)裝置上進(jìn)行，評價(jià)條件為將反應(yīng)釜中經(jīng)過處理的漿狀催化劑用含20。/。H2/N2混合氣在常壓下以5K/min的升溫速度由室溫升到563K，在563K下恒溫10小時(shí)，然后通合成氣進(jìn)行反應(yīng)，合成氣中H2/CO的體積比為1:1，反應(yīng)壓力為4.0MPa，反應(yīng)溫度為553K。反應(yīng)結(jié)果見表l。表l各實(shí)例的反應(yīng)結(jié)果<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>權(quán)利要求1.一種鋁基漿狀催化劑，是一種專用于漿態(tài)床反應(yīng)器中甲醇或二甲醚合成的催化劑，其特征在于催化劑中的Al以AlOOH的形式存在，組成用通式CuZnAl描述，各組分的原子比為Cu/Zn/Al＝1/0.1-5/0.15-15。2、權(quán)利要求1所述的一種鋁基漿狀催化劑的制備方法，其特征在于以AIOOH為鋁源制備鋁基漿狀催化劑，具體包括I、將AIOOH和水放入膠體磨中研磨分散制成AIOOH漿液，AIOOH與水的重量比為0.050.45:1;II、將上述漿液在338-368K下加熱攪拌0.5~1.5h，然后加入膠溶劑調(diào)節(jié)槳液的pH值至0.57.0，繼續(xù)攪拌0.5~3.0h得到AIOOH溶膠；III、將上述溶膠、硝酸銅溶液和硝酸鋅溶液采用組合分步的加料方式制得含CuZnAl組分的凝膠；IV、將上述凝膠靜置老化后用有機(jī)溶劑置換，然后在液體石蠟中乳化，最后在N2氣氛和強(qiáng)攪拌下于573K加熱處理5~16h，即得到漿狀催化劑。3、根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種鋁基漿狀催化劑的制備方法，其特征在于所述的AIOOH為無定形AIOOH、擬薄水鋁石或薄水鋁石。4、根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種鋁基漿狀催化劑的制備方法，其特征在于所述的膠溶劑為硝酸、磷酸或醋酸。5、根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種鋁基漿狀催化劑的制備方法，其特征在于所述硝酸銅溶液和硝酸鋅溶液為水溶液、醇溶液或酮溶液。6、根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種鋁基漿狀催化劑的制備方法，其特征在于所述的組合分步的加料方式為將AIOOH溶膠、硝酸銅溶液和硝酸鋅溶液按任意組合的順序方式分兩步或三步加料。7、根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種鋁基漿狀催化劑的制備方法，其特征在于所述的有機(jī)溶劑置換中有機(jī)溶劑為醇或酮。全文摘要一種鋁基漿狀催化劑及其制備方法，屬于催化劑制備
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體地是一種以AlOOH為鋁源，由溶液到漿液直接合成專用于漿態(tài)床合成甲醇、二甲醚的漿狀催化劑及其制備方法，該催化劑中Al以AlOOH的形式存在。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是從源頭降低了原料成本，大幅度減少了催化劑前驅(qū)體中的水份，進(jìn)而大大縮小了生產(chǎn)裝置的體積，提高了裝置效率，更利于其工業(yè)化生產(chǎn)。文檔編號C07C31/00GK101264448SQ200810054878公開日2008年9月17日申請日期2008年4月25日優(yōu)先權(quán)日2008年4月25日發(fā)明者李俊芳,謝克昌,陰麗華,高志華,偉黃申請人:太原理工大學(xué)