改善含Cu基甲醇合成催化剂的思路探析.pdfVIP

学兔兔 第4l卷 第3期 化 工 技 术 与 开 发 Vo1．4l No．3 2012年3月 TechnologyDevelopment of Chemical Industry Mal．2012 改善含Cu基甲醇合成催化剂的思路探析 剥、继光 (新疆美克化工股份有限公司，新疆 库尔勒 841000) 摘 要：甲醇是一种被广泛运用的工业有机原料，在低碳经济盛行的今天又被用作清洁代用燃料。但是 目前工业领域合成甲醇的工艺中单纯采用cu基的CuO、A120 、ZnO、MnO催化剂组合转换率低、能耗比较高， 且用于余气分离、循环的工艺复杂。因此，寻找能够促进含Cu基催化剂转化率增加同时又能确实提高甲醇产 出率的方法．成为广大研究工作者的目标。本文研究近些年来的科研成果，对几种改进Cu基催化剂的方式分 别进行阐述。 关键词：cu基；催化剂；转化率；改善 中图分类号：TQ426 文献标识码：A 文章编号：1671—9905(2012)03—0035—02 随着不断研究和改善，目前国内化工合成甲 3．5MPa实验环境下证实，在此情况下，甲烷转化 醇企业采用的催化剂主要是Cu基催化体系CuO— 率高达90％，甲醇的单程转换率在70％以上。虽然 ZnO-A12O3，CuO-ZnO—M2OrK2O(M：A1、Cr、Mn、V等)、 因为Cr元素对环境危害巨大。已经逐步被淘汰出 CuO—NiO—TiO2、CuO—CO3O M2O3一K2O(M：AI、Mn、V、 催化剂使用行列，但是相应络合物的研究和应用 Fe等)组成。其中CuO—ZnO—A120 这一基础组合无 还是值得商榷的。 论是在物理性质上，还是在对CO原料的化学吸 2 K元素助剂和ZrO，助剂对催化剂 附性质上都表现优异．但是就催化剂活性和甲醇 活性改善效果明显 产出率来说，这类催化剂还远远不能满足要求。 相关研究表明，通过加入少量重金属元素或者采 实验证明，对在低压下合成甲醇的催化剂 用修饰复合催化剂材料的方法都可以有效达到 CuO—ZnO一1120 而言，如果经过碱性的钾金属浸泡 改善催化剂效果的目的。 改良。将会获得很有工业化前途的低碳醇类合成 催化剂。在这个催化体系作用下CO／H 的合成产 1 加入Cr元素改善催化剂活性 物主要以甲醇这类单醇基有机产物为主．反复实 Cr元素的加入能增加催化剂性能的原理很 验证明．在钾元素含量为 1％时．催化剂表现出来 早之前就已经被各个甲醇生产单位广泛运用。实 的活性最佳。通过考察，Cu—Zn．A1．K和Cu—Zn—K两 验证明当Cu基催化剂中Cu：Zn：A1的比例为60： 类催化剂样品采用铜、锌以及铝的硝酸盐与碳酸 35：5时，如果加入Cr则表现出良好的助催化作 钠水溶液共沉淀母体，两母体组成元素比例为 用，实验过程证明只要在CuO—ZnO—A1 0 中加入 Cu：Zn：A1=45：45：10和Cu：Zn=50：50，母体经过离子 l％的Cr元素就能提高催化活性30％以上．其结 水洗涤过滤至Na离子消失后．先在K氛围中干 果是不仅能大大提高反应过程中催化剂的活性， 燥 12h，然后在含K空气中焙烧 3h，最后经过压 提高甲醇转换率：而且在催化剂失效后能有效降 片、粉