用於流化床合成二甲醚的催化劑的製作方法
2023-06-01 19:59:26 1
專利名稱：：用於流化床合成二甲醚的催化劑的製作方法
技術領域：
：本發明屬催化劑
技術領域：
，具體涉及一種用於流化床合成二甲醚(匿E)的催化劑。
背景技術：
：目前一步法合成DME按催化反應器形式可分為固定床和漿態床兩種。由合成氣制DME所歷經的三個反應甲醇合成、甲醇脫水及水煤氣轉換反應均為強放熱反應，因此，對於固定床反應器，由於移熱困難，而難以實現DME的大規模生產；對於漿態床反應器，雖然移熱容易，可實現恆溫操作，但由於額外引進一個惰性液體相，使體系存在嚴重的傳質阻力，正如杜明仙在《煤炭轉化》16巻第4期第68頁文中及郭俊旺在《天然氣化工》25巻第1期第4頁文中研究結果對於固定床，甲醇合成和脫水的活化能分別為102.4和99.8kJ/mol，而在槳態床中其分別為14.1和23.5kJ/mol，可見，在槳態床中所得到的活化能數據並不是在動力學控制下的活化能，而是在外擴散控制下的活化能值，即漿態床合成匿E過程中存在嚴重的傳質阻力，結果導致反應速率及反應器的生產能力顯著下降，這也限制了匿E的工業化生產。此外，在傳熱速率方面，通過計算，槳態床的總傳熱係數在200kcal/m2.hr.。C左右，而流化床的總傳熱係數可超過1000kcal/m2.hr.。C，是漿態床的5倍。因此，流化床反應器因其具有優良的傳熱性能而成為大規模生產匿E的理想反應器。
發明內容本發明的目的是提供一種能用於流化床合成二甲醚(匿E)的新型高效催化劑，從而開闢一條由合成氣一步法流化床生產匿E的工藝路線。本發明催化劑是以矽溶膠為粘結劑，以Cu-Zn-Al為甲醇合成活性組分，以HZSM-5為甲醇脫水組分的雙功能催化劑。本發明的技術方案是以催化劑總重量為基準，主要活性組分重量百分含量為銅佔30-45%，鋅佔30-45%，其它組分佔10-30%。本發明首先將銅、鋅的硝酸鹽溶液經碳酸鈉溶液共沉澱，然後向沉澱槳液中添加氫氧化鋁、HZSM-5型分子篩及粘結劑矽溶膠，充分攪拌後進行噴霧乾燥，從而製得一定粒度的微球型催化劑。本發明提供的新型催化劑的具體製備過程為(a)配置一定濃度的銅、鋅的混合硝酸鹽溶液及碳酸鈉溶液；(b)上述溶液在60-8(TC下共沉澱，沉澱過程中不斷攪拌，沉澱終止時^=7-8;(C)將上述沉澱漿液用去離子水反覆洗滌，直至無Na+後加入助劑、HZSM-5型分子篩及粘結劑打漿；(d)用壓力式噴霧乾燥器按所要求粒度進行噴霧成型，催化劑顆粒直徑平均為50-300iim，最好為80-200iim，顆粒呈球型；(e)120。C乾燥，300-50(TC下焙燒3-6hr。本發明製備的催化劑具有以下特點1.催化劑製備中引入粘結劑，使其具有一定的耐磨性。2.催化劑採用噴霧乾燥成型，從而獲得適於流化床使用的微球型催化劑顆粒。3.催化劑銅、鋅摩爾比為1:l，在H乂CO=1的條件下表現出較好的催化性能。具體實施例方式對比例Cu和Zn以硝酸鹽溶液的形式配成一定濃度的混合液，在65t:下與15%的碳酸鈉溶液進行共沉澱，沉澱過程中需要充分攪拌，最終母液K1為7-8，沉澱老化1小時後，用去離子水洗滌直至檢測不到Na+離子為止，加入助劑氫氧化鋁和HZSM-5打漿，在壓力式噴霧乾燥器上成型，物料粒度為80-200iim，在12(TC乾燥，32(TC焙燒即得產品待用。實施例1與對比例不同之處在於催化劑不含助劑氧化鋁。實施例2與對比例1不同之處在於在噴霧乾燥之前，向漿液中加入質量百分含量為8%的矽溶膠。實施例3與對比例1不同之處在於在噴霧乾燥之前，向漿液中加入質量百分含量為10%的矽溶膠。實施例4與對比例1不同之處在於在噴霧乾燥之前，向漿液中加入質量百分含量為12%的矽溶膠。催化劑活性評價實驗在小10X300mm的不鏽鋼固定床反應器中進行，反應之前催化劑用純H2在30(TC還原3hr，升溫速率為1°C/min，反應條件及反應結果如下H2/CO=1，T=260°C，P=3MPa，SV=3000ml/g.h，tableseeoriginaldocumentpage4由表中實驗數據可看出，助劑氫氧化鋁的加入可大大提高催化劑活性。為提高催化劑耐磨性而向催化劑中引入的矽溶膠對催化劑活性影響不是很大，且當矽溶膠的質量百分含量為10%時，催化劑活性最佳。權利要求一種用於流化床合成二甲醚的催化劑，其特徵在於該催化劑是以矽溶膠為粘結劑，以Cu-Zn-Al為甲醇合成活性組分，以HZSM-5為甲醇脫水組分的雙功能催化劑，主要活性組分重量百分含量為銅佔30-45％，鋅佔30-45％，其它組分佔10-30％。2.—種如權利要求1所述催化劑，其特徵在於催化劑組份中銅、鋅摩爾比為1:1。全文摘要本發明屬催化劑
技術領域：
。以矽溶膠為粘結劑，以Cu-Zn-Al為甲醇合成活性組分，以HZSM-5為甲醇脫水組分的雙功能催化劑，主要活性組分重量百分含量為銅30-45％，鋅30-45％，其它組分10-30％。本發明提供了一種能用於流化床合成二甲醚(DME)的新型高效催化劑，從而開闢一條由合成氣一步法流化床生產DME的工藝路線。文檔編號C07C43/00GK101722028SQ200810155299公開日2010年6月9日申請日期2008年10月30日優先權日2008年10月30日發明者俞偉民,王富績,程松,鄒運湖申請人:鄒運湖