本發(fā)明專利技術(shù)公開一種雙金屬合成氣脫氫凈化催化劑制備方法。本催化劑用浸漬法制備，以銅和鈀為活性組分，活性氧化鋁為載體。本法制備的催化劑的優(yōu)點在于，催化劑制備方法簡單，活性組分負(fù)載均勻，所得催化劑催化性能優(yōu)越，可使工業(yè)CO氣體中的少量H2和O2發(fā)生選擇性反應(yīng)，使得反應(yīng)尾氣中H2含量低于100ppm，能有效解決羰基合成工業(yè)中對CO氣體的凈化問題。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于催化劑
，特別是提供了。
技術(shù)介紹
合成氣是以一氧化碳和氫氣為主要組分，用作化工原料的一種原料氣。合成氣的原料范圍很廣，可由煤或焦炭等固體燃料汽化產(chǎn)生，也可由天然氣和石腦油等輕質(zhì)烴類制取， 還可由重油經(jīng)部分氧化法生產(chǎn)。合成氣的生產(chǎn)和應(yīng)用在化學(xué)工業(yè)中具有極為重要的地位，由合成氣可以生產(chǎn)一系列的化學(xué)品，最主要的合成氣化學(xué)品，是用合成氣中的氫和空氣中的氮在催化劑作用下加壓反應(yīng)制得的氨。氨加工產(chǎn)品有尿素、各種銨鹽(如氮肥和復(fù)合肥料)、硝酸、烏洛托品、三聚氰胺等，它們都是重要的化工原料。甲醇是合成氣化學(xué)品中第二大產(chǎn)品，是一氧化碳和氫氣在催化劑作用下反應(yīng)制得的，其用途和加工產(chǎn)品十分廣泛。甲醇羰基化制得醋酸，是生產(chǎn)醋酸的主要方法；甲醇經(jīng)氧化脫氫可得甲醛，進(jìn)一步可制得烏洛托品，后兩者都是高分子化工的重要原料。由醋酸甲酯羰基化生產(chǎn)醋酐，被認(rèn)為是當(dāng)前生產(chǎn)醋酐最經(jīng)濟(jì)的方法。正在開發(fā)的尚有通過二醋酸乙二醇酯制醋酸乙烯，由甲醇生產(chǎn)低碳烯烴，由甲醇同系化生產(chǎn)乙醇， 由甲醇通過草酸酯合成乙二醇等工藝。合成氣在鐵催化劑作用下通過費托合成加壓反應(yīng)生成烴，也可發(fā)展為生產(chǎn)汽油和丙酮、醇等低沸點產(chǎn)品。此外，正在開發(fā)中的尚有用合成氣直接合成乙二醇、乙醇、醋酸、1，4 一丁二醇等重要化工產(chǎn)品。結(jié)合我國缺油、少氣、煤炭資源相對豐富的資源現(xiàn)狀，發(fā)展以煤為原料的化工技術(shù)意義十分重大。以合成氣分離后的CO為原料制備多種大宗化工品，如甲醇、烯烴、芳烴、甲醛、醋酐、三聚甲醛、二甲醚、乙二醇、混合醇等近年來成為國內(nèi)外研究的熱點之一，其中，煤制乙二醇是近年來煤化工領(lǐng)域的一項新興技術(shù)，有著重大的經(jīng)濟(jì)和社會效益。該技術(shù)中的 CO催化偶聯(lián)合成草酸酯的過程需要大量高度凈化的CO氣體原料。由水煤氣變壓吸附分離或深冷技術(shù)分離得到的工業(yè)CO原料氣體不可避免帶有一定量的H2殘余，影響了后續(xù)的羰基合成反應(yīng)，即使1 %左右的H2殘余也會對催化劑的性能產(chǎn)生嚴(yán)重負(fù)面影響，如副產(chǎn)物多、催化劑壽命短等等。因此，如何方便經(jīng)濟(jì)地去除工業(yè)CO氣體中少量H2從而獲得符合后續(xù)反應(yīng)要求的CO氣體是發(fā)展羰基合成工業(yè)的一個重要技術(shù)難題。目前國內(nèi)外用于去除工業(yè)CO氣體中少量H2的工藝和催化劑制備報道很少，本專利技術(shù)的目的是提供一種高效的雙金屬合成氣脫氫凈化催化劑及催化劑制備方法，經(jīng)過催化脫氫后可把工業(yè)CO氣體中少量H2脫除到100 ppm以下。
技術(shù)實現(xiàn)思路
首先通過低溫焙燒和預(yù)處理獲得孔徑合適、比表面積大的優(yōu)質(zhì)活性氧化鋁載體， 再負(fù)載金屬銅和鈀得到催化性能優(yōu)越的合成氣脫氫凈化催化劑。本專利技術(shù)提高一種雙金屬合成氣脫氫凈化催化劑，以金屬銅和金屬鈀為活性組分， 以經(jīng)過預(yù)處理的活性氧化鋁為載體，其組成式可表示為CuO - PdO / Al2O30所述的雙金屬合成氣脫氫凈化催化劑用浸漬法制備，其制備過程如下配制一定 PH值的硝酸溶液，根據(jù)銅的負(fù)載量，往硝酸溶液中加入一定量的可溶性銅鹽，攪拌溶解，然后將經(jīng)過處理的活性多孔氧化鋁載體浸泡4 24 h，烘干3 24 h，再熱處理3 24 h， 冷卻；配制一定PH值的硝酸溶液，根據(jù)鈀的負(fù)載量，往硝酸溶液中加入一定量的可溶性鈀鹽，攪拌溶解，然后將上一步驟得到的氧化鋁載體浸泡4 24 h，烘干3 24 h，再熱處理 3 24 h，冷卻。所述的硝酸溶液pH值為1 5 ；控制浸泡液中銅或鈀離子的總摩爾濃度為0. 0 1 1.0 mol / 1 ；熱處理溫度為300 600 °C。所述的活性多孔氧化鋁載體的預(yù)處理方法為將顆粒直徑為1 6 mm的活性氧化鋁顆粒進(jìn)行焙燒，緩慢升溫到400 1000 °C，恒溫2 10 h后冷卻，冷卻后的氧化鋁載體用濃度為1 5 %的稀硝酸在40 80。C浸泡3 12 h后洗滌至中性，烘干。所用的銅鹽可用硝酸銅、硫酸銅、磷酸銅、醋酸銅、鹵化銅或乙酰丙酮銅，所用的鈀鹽可用硝酸鈀、醋酸鈀、商化鈀或乙酰丙酮鈀，硝酸溶液可用鹽酸、硫酸、磷酸或醋酸代替。本專利技術(shù)的雙金屬合成氣脫氫凈化催化劑的用途為，在該催化劑的作用下，使原料氣中的H2和O2發(fā)生選擇性反應(yīng)去除工業(yè)CO氣體中少量H2的目標(biāo)，通過調(diào)節(jié)反應(yīng)條件， 可以使得尾氣中H2的含量< 100 ppm，得到滿足通常羰基合成工藝要求的CO原料氣體；該反應(yīng)采用固定床反應(yīng)器，含有少量H2的CO原料氣以500 4000 h-1的空速通過床層，在壓力0.1 3.0 MPa、溫度80 200 V的條件下反應(yīng)。反應(yīng)CO氣體中，H2含量在0. 1 % 10 %之間，其余為CO和其他惰性氣體。本專利技術(shù)中，活性組分銅和鈀以高分散形式負(fù)載于活性氧化鋁上，催化劑的組成式可表示為CuO - PdO / Al2O3。本專利技術(shù)的雙金屬合成氣脫氫凈化催化劑的具體制備步驟如下(1)將顆粒直徑為1 6mm的活性氧化鋁顆粒放入事先清洗干燥的剛玉坩鍋中，置于馬福爐中進(jìn)行焙燒，從室溫經(jīng)程序升溫緩慢升到400 1000 °C，恒溫2 10 h后冷卻， 冷卻后的氧化鋁載體用濃度為1 5 %的稀硝酸在40 80。C浸泡3 12 h后用去離子水洗滌至中性，放入烘箱中烘干后置于干燥器中保存；(2)將活性組分銅鹽的可溶性鹽溶于pH= 1 5的稀硝酸中，控制銅離子的總摩爾濃度為0. 0 1 ^ 1.0 mol / 1，攪拌均勻；(3)將步驟(1)的氧化鋁顆粒放入配置好的步驟(2)溶液中，浸漬3 24h；(4)過濾掉步驟(3)的濾液，把經(jīng)過浸漬的氧化鋁顆粒放入烘箱中干燥3 24h，干燥后的樣品再放入馬福爐中，經(jīng)程序升溫到300 600 °C，恒溫3 12 h后冷卻到室溫； (5)將活性組分鈀鹽的可溶性鹽溶于pH= 1 5的稀硝酸中，控制鈀離子的總摩爾濃度為0.01 1.0 mol / 1，攪拌均勻；(6)將步驟(4)的氧化鋁顆粒放入配置好的步驟(5)溶液中，浸漬3 24h；(7)過濾掉步驟(6)的濾液，把經(jīng)過浸漬的氧化鋁顆粒放入烘箱中干燥3 24h，干燥后的樣品再放入馬福爐中，經(jīng)程序升溫到300 600 °C，恒溫3 12 h后冷卻到室溫；得到所需的雙金屬合成氣脫氫凈化催化劑。本專利技術(shù)的催化劑制備方法簡單，活性組分負(fù)載均勻，設(shè)備要求不高，制備工藝可實現(xiàn)規(guī)模化制備，所得催化劑催化性能優(yōu)越，可使合成氣中的少量H2 (1% 10%)經(jīng)過反應(yīng)后H2含量低于100 ppm，能有效解決羰基合成工業(yè)中對CO氣體的凈化問題。 具體實施例方式本專利技術(shù)選用可溶性銅鹽和鈀鹽味活性組分，可溶性銅鹽可以選用硝酸銅、硫酸銅、 氯化銅、溴化銅、碘化銅、磷酸銅、醋酸銅、乙酰丙酮銅等，可溶性鈀鹽可以選用硝酸鈀、氯化鈀、溴化鈀、醋酸鈀、乙酰丙酮鈀等。實例 1 將15 g直徑為2 3 mm的活性氧化鋁顆粒放入事先清洗干燥的剛玉坩鍋中，置于馬福爐中進(jìn)行焙燒，從室溫經(jīng)程序升溫緩慢升到500 °C，恒溫6 h后冷卻，冷卻后的氧化鋁載體用濃度為2 %的稀硝酸在60。C浸泡10 h后用去離子水洗滌至中性，放入烘箱中烘干后置于干燥器中保存；稱取0. IOlg CuCl2 ·2Η20倒入15 ml濃度為1.0 %的稀硝酸溶液中，攪拌至全部溶解后制得銅離子水溶液，往上述水溶液中加入15 g事先處理好的氧化鋁載體，浸漬8 h后濾掉溶液，把浸漬過的催化劑樣品放入烘箱內(nèi)經(jīng)160 C烘干，冷卻到室溫后放入馬福爐本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點】
１．一種雙金屬合成氣脫氫凈化催化劑，以金屬銅和金屬鈀為活性組分，以經(jīng)過預(yù)處理的活性氧化鋁為載體，其組成式可表示為：ＣｕＯ － ＰｄＯ ／ Ａｌ２Ｏ３。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：姚元根，周張鋒，喬路陽，崔國靜，潘鵬斌，林凌，覃業(yè)燕，李兆基，
申請(專利權(quán))人：中國科學(xué)院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所，
類型：發(fā)明
國別省市：35
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