由合成气合成低碳醇催化剂及制法和应用的制作方法

文档序号:14132866阅读:151来源:国知局

本发明涉及一种低碳醇合成的催化剂及其制备方法和应用。具体的说,涉及一种由合成气定向合成低碳醇的催化剂及制备方法和应用。



背景技术:

煤经合成气制低碳醇技术是碳一化学中的重要组成部分,是非石油路线合成液体燃料、油品添加剂及大宗化学品的重要途径,近年来开发合成乙醇燃料和高附加值的c2+醇技术日益引起人们的极大关注,有望成为降低石油依赖程度、实现煤炭资源清洁高效利用的主要途径之一,符合我国目前煤化工的产业升级战略。

从现有的报导中可知,低碳醇合成反应存在四类催化体系:贵金属催化剂、改性甲醇合成催化剂、改性钼基催化剂及改性费托催化剂。贵金属催化剂以rh基催化剂为代表,过渡金属氧化物,稀土氧化物,碱金属等助剂的添加能较大幅度地提高乙醇的选择性。以sm和v为助剂,采用浸渍法制备的rh/sio2催化剂,在280℃,3.0mpa,ghsv为13000h-1的条件下,co转化率为5%,乙醇选择性达到30%(appliedcatalysisa,214:161-166,2001)。美国专利us4014913对rh-mn基催化剂进行了研究,最优反应温度为250~350℃,压力范围在300~5000psig,空速1000h-1,co转化率高达50%,c2含氧产物(乙醇、乙酸、乙醛)的选择性超过75wt%。rh基催化剂表现出较好的合成乙醇及c2氧化物的性能,但其价格昂贵,制约了催化剂的工业化应用。

改性甲醇合成催化剂分为碱改性的低温甲醇合成催化剂(cu基催化剂)与碱改性的高温甲醇合成催化剂(zncr基)。在290℃,5.4mpa,ghsv=1875ml·h-1g-1,h2/co=2的反应条件下,采用cs改性的cu/zno/al2o3催化剂,co转化率为41.6%,c2+醇的选择性为24.9%。(industrial&engineeringchemistryresearch,54:7841-7851,2015)。谭猗生课题组采用共沉淀法制备催化剂,考察了四种碱金属(na,k,cs,li)改性cr/zno催化剂对低碳醇合成性能的影响,发现na,k,cs能明显提升异丁醇的选择性及co转化率。在h2/co=2.3,10mpa,ghsv=3000h-1,400℃反应条件下,k改性的cr/zno-k催化剂上,co转化率为27.4%,异丁醇选择性达到15.6%(appliedcatalysisa,505:141-149,2015)。美国专利us4513100对cu-zno-cr2o3催化体系进行研究,最优h2/co比为0.5~3,最佳反应温度范围360~440℃,压力范围6~18mpa,ghsv为5000~15000h-1,最佳催化剂醇分布中异丁醇选择性可达19.5wt%,甲醇选择性54wt%,c5+oh选择性22.5wt%。

钼基催化剂主要包括mo2c及mos2催化体系。mo2c被誉为准铂催化剂,具有耐硫、廉价、抗积炭的优点,但反应条件都较为苛刻。美国专利us4882360对co/mos3催化体系进行研究,最优h2/co比为0.7~1.2,最佳反应温度范围240~325℃,压力范围10.5~22.7mpa,ghsv为2000~5000h-1,最佳催化剂co转化率为29.2%,醇分布中甲醇选择性22.7wt%,乙醇选择性40.7wt%,丙醇选择性12.7wt%。张鸿斌课题组在硫化的参杂cnts的ni-mo-k催化剂上进行合成乙醇及低碳醇的研究。在8.0mpa,593k,ghsv=4000ml·h-1g-1条件下,总的含氧化合物选择性(不含co2)为64.1%,对应的收率为113mg·h-1·g-1,产物中乙醇为主要产物,其选择性与收率分别为33.1%及55.6mg·h-1·g-1(appliedcatalysisa,468:44-51,2013)。

改性费托催化剂最早由法国石油研究所(ifp)提出,传统的费托催化剂是将co,fe,ni或ru等金属负载于sio2或al2o3上,以cu或k等为助剂。催化产物以长链烃为主,并伴随少量含氧化合物的生成。而采用过渡金属及碱金属对催化剂改性,可提高含氧化合物的收率及选择性。金属助剂如cu,mo,mn,re,ru等及碱性助剂如li,k,cs,sr等是常用的co、fe基催化剂的改性剂。美国路易斯安那州立大学的spivey小组制备了钴核铜壳(co@cu)纳米颗粒与cu-co合金纳米颗粒作为模型催化剂,进行co加氢合成低碳醇的对比,发现co-cu合金纳米颗粒具有更高的醇类选择性,在270℃,20bar乙醇的选择性最高可达到11.4%,甲烷的选择性17.2%(catalysistoday,147:100-106,2009)。

现有的合成低碳醇催化剂体系中存在以下问题:操作工艺条件比较苛刻,不利于成果转化;醇类产物分布较广,不易分离利用;总醇选择性有待提升,c2+醇尤其是乙醇的选择性不佳等。



技术实现要素:

本发明的发明目的是提供一种制备过程简单、醇类产物分布窄,c1-3醇选择性好、操作条件温和的由合成气定向合成低碳醇的催化剂。

本发明提供的催化剂由铜、钴、铈、铬、锆的氧化物和载体组成,其中:各组分的质量百分含量分别为:cu:0.5~10%,co:5~15%,ce:0.5~10%,cr:0.5~5%,zr:0.5~5%,载体:80~90%。

如上所述的载体为多壁碳纳米管(cnts)或活性炭。碳纳米管的外管径20-30nm、10-20nm或<8nm的碳纳米管,活性炭为比表面积800-1000m2/g的活性炭。

本发明催化剂的制备方法,包括如下步骤:

采用过量溶剂超声浸渍法制备催化剂。以乙醇或水为溶剂,按催化剂组成称取各金属组分的硝酸盐,将其配制成0.01~0.1m的乙醇或水溶液,放入超声波清洗器中,在200转/min~300转/min的搅拌速率、25~40khz超声频率下,加热到40~60℃,将载体以0.5g/min~2.5g/min的速率加入上述溶液中,超声震荡5~10小时,将所得前驱体在40~80℃干燥8~20小时,随后于90~120℃干燥6~12小时,所得固体颗粒在n2氛围下于400~600℃焙烧4~6小时,制得催化剂。

本发明的催化剂应用如下:

以h2含量为5~15(v%)的h2与n2组成的还原气,在气体空速100~400h-1,还原压力0.1~0.4mpa,还原温度400~600℃的条件下对催化剂还原4~6h;还原后的催化剂通入合成气进行反应,在h2/co(摩尔比)=1~2.5,反应压力2.5~4.5mpa、反应温度250~300℃、空速10000~16000ml/gcat·h的条件下,进行反应。

本发明与现有技术相比具有如下优点:

本发明提出了一条以浸渍法为基础的催化剂制备方法。与现有方法相比,优点在于:

(1)采用非贵金属作为催化剂的活性组分,降低了催化剂成本。

(2)浸渍过程中采用过量溶剂、激烈搅拌与超声波处理,并对所得前驱体进行分段干燥,有利于催化组分进入载体孔道内部,降低了其在孔道外部的分布。

(3)避免传统高温280~460℃,高压5~16mpa的操作条件,在比较温和的操作条件下250~300℃,2.5~4.5mpa反应。

(4)醇类产物分布集中于c1-c3醇,醇中甲醇+乙醇+丙醇在醇中分布(cmol.%)>95,乙醇在醇中分布(cmol.%)中占30~40%。

(5)本发明催化剂制备方法简单,重复性好。

(6)本发明提供的催化剂在固定床与浆态床反应器皆可适用。

具体实施方式

实施例1:

称取三水硝酸铜0.1g、六水硝酸钴1.98g、六水硝酸铈0.62g、九水硝酸铬0.2g、五水硝酸锆0.12g,以乙醇为溶剂,将其配制成0.01m的乙醇溶液,放入超声波清洗器中,在230转/min的搅拌速率、33khz超声频率下,加热到50℃,将载体4g碳纳米管(外管径10-20nm)以2.5g/min的速率加入上述溶液中。超声震荡10小时,将所得前驱体在60℃干燥12小时,随后于110℃干燥10小时,所得固体颗粒在n2氛围下于400℃焙烧4小时,制得cu(wt.):0.56%;co(wt.):8.57%;ce(wt.):4.28%;cr(wt.):0.56%;zr(wt.):0.54%;载体(wt.)85.49%的催化剂。成型、破碎到30-40目,备用。

在固定床中,以10(v%)的稀释h2(h2/(h2+n2))为还原气,在气体空速300h-1,还原压力0.2mpa,还原温度400℃的条件下对催化剂还原4h。还原后的催化剂通入合成气进行反应,在h2/co(摩尔比)=2,反应压力2.5mpa、反应温度270℃、空速10000ml/gcat·h的条件下评价催化剂。co转化率(cmol.%)=30.6,醇收率=343.7mg/gcat·h,醇中甲醇、乙醇、丙醇、丁醇以及c5+醇的分布(cmol.%)分别为39.6、35.7、20.2、2.6和1.9。

实施例2:

称取三水硝酸铜0.76g、六水硝酸钴1.98g、六水硝酸铈0.08g、九水硝酸铬1.9g、五水硝酸锆0.5g,以乙醇为溶剂,将其配制成0.03m的乙醇溶液,放入超声波清洗器中,在200转/min的搅拌速率、28khz超声频率下,加热到50℃,将载体4g活性炭(比表面900m2/g)以0.5g/min的速率加入上述溶液中。超声震荡10小时,将所得前驱体在60℃干燥12小时,随后于110℃干燥10小时,所得固体颗粒在n2氛围下于400℃焙烧4小时,制得cu(wt.):4.01%;co(wt.):8.05%;ce(wt.):0.52%;cr(wt.):4.96%;zr(wt.):2.13%;载体(wt.)80.33%的催化剂。成型、破碎到30-40目,备用。

在固定床中,以10(v%)的稀释h2(h2/(h2+n2))为还原气,在气体空速300h-1,还原压力0.2mpa,还原温度400℃的条件下对催化剂还原4h。还原后的催化剂通入合成气进行反应,在h2/co(摩尔比)=2,反应压力2.5mpa、反应温度270℃、空速10000ml/gcat·h的条件下评价催化剂。co转化率(cmol.%)=34.2,醇收率=340.7mg/gcat·h,醇中甲醇、乙醇、丙醇、丁醇以及c5+醇的分布(cmol.%)分别为48.8、32.1、14.2、3.1和1.8。

实施例3:

称取三水硝酸铜1.3g、六水硝酸钴1.3g、六水硝酸铈0.8g、九水硝酸铬0.8g、五水硝酸锆0.12g,以乙醇为溶剂,将其配制成0.1m的乙醇溶液,放入超声波清洗器中,在230转/min的搅拌速率、25khz超声频率下,加热到60℃,将载体4g碳纳米管(外管径<8nm)以2.5g/min的速率加入上述溶液中。超声震荡10小时,将所得前驱体在60℃干燥12小时,随后于110℃干燥10小时,所得固体颗粒在n2氛围下于400℃焙烧4小时,制得cu(wt.):6.85%;co(wt.):5.27%;ce(wt.):5.17%;cr(wt.):2.08%;zr(wt.):0.51%;载体(wt.)80.12%的催化剂。成型、破碎到30-40目,备用。

在固定床中,以10(v%)的稀释h2(h2/(h2+n2))为还原气,在气体空速300h-1,还原压力0.2mpa,还原温度400℃的条件下对催化剂还原4h。还原后的催化剂通入合成气进行反应,在h2/co(摩尔比)=2,反应压力2.5mpa、反应温度270℃、空速10000ml/gcat·h的条件下评价催化剂。co转化率(cmol.%)=28.3,醇收率=291.9mg/gcat·h,醇中甲醇、乙醇、丙醇、丁醇以及c5+醇的分布(cmol.%)分别为41.2、35.8、18.2、3.3和1.5。

实施例4:

称取三水硝酸铜1.7g、六水硝酸钴1.4g、六水硝酸铈0.08g、九水硝酸铬0.2g、五水硝酸锆0.12g,以乙醇为溶剂,将其配制成0.1m的乙醇溶液,放入超声波清洗器中,在230转/min的搅拌速率、25khz超声频率下,加热到60℃,将载体4g碳纳米管(外管径<8nm)以2.5g/min的速率加入上述溶液中。超声震荡10小时,将所得前驱体在60℃干燥12小时,随后于110℃干燥10小时,所得固体颗粒在n2氛围下于400℃焙烧4小时,制得cu(wt.):9.3%;co(wt.):5.9%;ce(wt.):0.54%;cr(wt.):0.54%;zr(wt.):0.53%;载体(wt.)83.2%的催化剂。成型、破碎到30-40目,备用。

在浆态床中,以15(v%)的稀释h2(h2/(h2+n2))为还原气,在气体空速100h-1,还原压力0.4mpa,还原温度400℃的条件下对催化剂还原4h。还原后的催化剂通入合成气进行反应,在h2/co(摩尔比)=2,反应压力4.5mpa、反应温度300℃、空速10000ml/gcat·h的条件下评价催化剂。co转化率(cmol.%)=26.1,醇收率=272.6mg/gcat·h,醇中甲醇、乙醇、丙醇、丁醇以及c5+醇的分布(cmol.%)分别为37.1、40.0、18.0、3.1和1.8。

实施例5:

称取三水硝酸铜1.52g、六水硝酸钴1.3g、六水硝酸铈0.5g、九水硝酸铬0.2g、五水硝酸锆0.7g,以水为溶剂,将其配制成0.08m的水溶液,放入超声波清洗器中,在230转/min的搅拌速率、33khz超声频率下,加热到60℃,将载体4g碳纳米管(外管径20-30nm)以2.5g/min的速率加入上述溶液中。超声震荡8小时,将所得前驱体在60℃干燥12小时,随后于120℃干燥6小时,所得固体颗粒在n2氛围下于500℃焙烧5小时,制得cu(wt.):8%;co(wt.):5.27%;ce(wt.):3.23%;cr(wt.):0.52%;zr(wt.):2.98%;载体(wt.)80.01%的催化剂。成型、破碎到30-40目,备用。

在浆态床中,以5(v%)的稀释h2(h2/(h2+n2))为还原气,在气体空速100h-1,还原压力0.4mpa,还原温度500℃的条件下对催化剂还原5h。还原后的催化剂通入合成气进行反应,在h2/co(摩尔比)=2,反应压力3.5mpa、反应温度300℃、空速10000ml/gcat·h的条件下评价催化剂。co转化率(cmol.%)=16.8,醇收率=176.8mg/gcat·h,醇中甲醇、乙醇、丙醇、丁醇以及c5+醇的分布(cmol.%)分别为55.1、30.6、12.0、1.3和1.0。

实施例6:

称取三水硝酸铜1.4g、六水硝酸钴1.3g、六水硝酸铈0.3g、九水硝酸铬0.2g、五水硝酸锆1.1g,以乙醇为溶剂,将其配制成0.05m的乙醇溶液,放入超声波清洗器中,在230转/min的搅拌速率、40khz超声频率下,加热到50℃,将载体4g碳纳米管(外管径20-30nm)以2.5g/min的速率加入上述溶液中。超声震荡10小时,将所得前驱体在40℃干燥20小时,随后于120℃干燥6小时,所得固体颗粒在n2氛围下于600℃焙烧6小时,制得cu(wt.):7.38%;co(wt.):5.28%;ce(wt.):1.94%;cr(wt.):0.52%;zr(wt.):4.69%;载体(wt.)80.19%的催化剂。成型、破碎到30-40目,备用。

在浆态床中,以0.5(v%)的稀释h2(h2/(h2+n2))为还原气,在气体空速300h-1,还原压力0.1mpa,还原温度600℃的条件下对催化剂还原6h。还原后的催化剂通入合成气进行反应,在h2/co(摩尔比)=1,反应压力2.5mpa、反应温度300℃、空速12000ml/gcat·h的条件下评价催化剂。co转化率(cmol.%)=19.4,醇收率=220.5mg/gcat·h,醇中甲醇、乙醇、丙醇、丁醇以及c5+醇的分布(cmol.%)分别为52.9、31.9、12.0、2.1和1.1。

实施例7:

称取三水硝酸铜0.2g、六水硝酸钴1.3g、六水硝酸铈0.3g、九水硝酸铬0.2g、五水硝酸锆0.2g,以乙醇为溶剂,将其配制成0.05m的乙醇溶液,放入超声波清洗器中,在200转/min的搅拌速率、33khz超声频率下,加热到50℃,将载体4g活性炭(比表面积1000m2/g)以0.5g/min的速率加入上述溶液中。超声震荡10小时,将所得前驱体在60℃干燥12小时,随后于110℃干燥10小时,所得固体颗粒在n2氛围下于400℃焙烧4小时,制得cu(wt.):1.17%;co(wt.):5.87%;ce(wt.):2.16%;cr(wt.):0.58%;zr(wt.):0.95%;载体(wt.)89.26%的催化剂。成型、破碎到30-40目,备用。

在固定床中,以10(v%)的稀释h2(h2/(h2+n2))为还原气,在气体空速300h-1,还原压力0.2mpa,还原温度400℃的条件下对催化剂还原4h。还原后的催化剂通入合成气进行反应,在h2/co(摩尔比)=2.5,反应压力4.5mpa、反应温度270℃、空速10000ml/gcat·h的条件下评价催化剂。co转化率(cmol.%)=55.6,醇收率=485.8mg/gcat·h,醇中甲醇、乙醇、丙醇、丁醇以及c5+醇的分布(cmol.%)分别为44.2、35.9、16.7、1.6和1.6。

实施例8:

称取三水硝酸铜0.2g、六水硝酸钴1.98g、六水硝酸铈0.3g、九水硝酸铬1.54g、五水硝酸锆0.2g,以乙醇为溶剂,将其配制成0.07m的乙醇溶液,放入超声波清洗器中,在300转/min的搅拌速率、28khz超声频率下,加热到50℃,将载体4g碳纳米管(外管径10-20nm)以2g/min的速率加入上述溶液中。超声震荡10小时,将所得前驱体在60℃干燥12小时,随后于110℃干燥10小时,所得固体颗粒在n2氛围下于400℃焙烧6小时,制得cu(wt.):1.10%;co(wt.):8.36%;ce(wt.):2.02%;cr(wt.):4.18%;zr(wt.):0.89%;载体(wt.)83.46%的催化剂。成型、破碎到30-40目,备用。

在固定床中,以10(v%)的稀释h2(h2/(h2+n2))为还原气,在气体空速400h-1,还原压力0.3mpa,还原温度400℃的条件下对催化剂还原4h。还原后的催化剂通入合成气进行反应,在h2/co(摩尔比)=2,反应压力2.5mpa、反应温度270℃、空速12000ml/gcat·h的条件下评价催化剂。co转化率(cmol.%)=64.5,醇收率=377.1mg/gcat·h,醇中甲醇、乙醇、丙醇、丁醇以及c5+醇的分布(cmol.%)分别为49.4、34.8、11.7、2和2.1。

实施例9:

称取三水硝酸铜0.2g、六水硝酸钴1.5g、六水硝酸铈0.3g、九水硝酸铬1g、五水硝酸锆0.59g,以水为溶剂,将其配制成0.03m的水溶液,放入超声波清洗器中,在300转/min的搅拌速率、28khz超声频率下,加热到50℃,将载体4g碳纳米管(外管径10-20nm)以2g/min的速率加入上述溶液中。超声震荡10小时,将所得前驱体在60℃干燥12小时,随后于110℃干燥10小时,所得固体颗粒在n2氛围下于400℃焙烧6小时,制得cu(wt.):1.12%;co(wt.):6.45%;ce(wt.):2.06%;cr(wt.):2.76%;zr(wt.):2.66%;载体(wt.)84.95%的催化剂。成型、破碎到30-40目,备用。

在固定床中,以10(v%)的稀释h2(h2/(h2+n2))为还原气,在气体空速400h-1,还原压力0.3mpa,还原温度400℃的条件下对催化剂还原4h。还原后的催化剂通入合成气进行反应,在h2/co(摩尔比)=2,反应压力2.5mpa、反应温度270℃、空速12000ml/gcat·h的条件下评价催化剂。co转化率(cmol.%)=66.1,醇收率=348.7mg/gcat·h,醇中甲醇、乙醇、丙醇、丁醇以及c5+醇的分布(cmol.%)分别为50.9、33.3、12.3、2.1和1.4。

实施例10:

称取三水硝酸铜0.2g、六水硝酸钴3.5g、六水硝酸铈0.3g、九水硝酸铬0.3g、五水硝酸锆0.3g,以乙醇为溶剂,将其配制成0.03m的乙醇溶液,放入超声波清洗器中,在300转/min的搅拌速率、28khz超声频率下,加热到40℃,将载体4g活性炭(比表面积800m2/g)以2g/min的速率加入上述溶液中。超声震荡10小时,将所得前驱体在80℃干燥10小时,随后于120℃干燥6小时,所得固体颗粒在n2氛围下于500℃焙烧6小时,制得cu(wt.):1.06%;co(wt.):14.29%;ce(wt.):1.95%;cr(wt.):0.79%;zr(wt.):1.28%;载体(wt.)80.63%的催化剂。成型、破碎到30-40目,备用。

在固定床中,以15(v%)的稀释h2(h2/(h2+n2))为还原气,在气体空速400h-1,还原压力0.4mpa,还原温度500℃的条件下对催化剂还原6h。还原后的催化剂通入合成气进行反应,在h2/co(摩尔比)=2,反应压力3.5mpa、反应温度300℃、空速10000ml/gcat·h的条件下评价催化剂。co转化率(cmol.%)=78.8,醇收率=456.3mg/gcat·h,醇中甲醇、乙醇、丙醇、丁醇以及c5+醇的分布(cmol.%)分别为56.5、30.8、10.4、1.2和1.1。

实施例11:

称取三水硝酸铜0.2g、六水硝酸钴1.2g、六水硝酸铈0.62g、九水硝酸铬0.3g、五水硝酸锆0.3g,以乙醇为溶剂,将其配制成0.02m的乙醇溶液,放入超声波清洗器中,在300转/min的搅拌速率、33khz超声频率下,加热到40℃,将载体4g碳纳米管(外管径10-20nm)以2g/min的速率加入上述溶液中。超声震荡5小时,将所得前驱体在40℃干燥20小时,随后于90℃干燥12小时,所得固体颗粒在n2氛围下于400℃焙烧6小时,制得cu(wt.):1.14%;co(wt.):5.28%;ce(wt.):4.35%;cr(wt.):0.85%;zr(wt.):1.39%;载体(wt.)86.99%的催化剂。成型、破碎到30-40目,备用。

在浆态床中,以15(v%)的稀释h2(h2/(h2+n2))为还原气,在气体空速400h-1,还原压力0.4mpa,还原温度400℃的条件下对催化剂还原6h。还原后的催化剂通入合成气进行反应,在h2/co(摩尔比)=2.5,反应压力4.5mpa、反应温度300℃、空速16000ml/gcat·h的条件下评价催化剂。co转化率(cmol.%)=23.5,醇收率=319.2mg/gcat·h,醇中甲醇、乙醇、丙醇、丁醇以及c5+醇的分布(cmol.%)分别为45.0、38.2、12.6、2.8和1.4。

实施例12:

称取三水硝酸铜0.2g、六水硝酸钴1.7g、六水硝酸铈1.5g、九水硝酸铬0.3g、五水硝酸锆0.3g,以水为溶剂,将其配制成0.02m的水溶液,放入超声波清洗器中,在300转/min的搅拌速率、40khz超声频率下,加热到40℃,将载体4g碳纳米管(外管径<8nm)以2g/min的速率加入上述溶液中。超声震荡10小时,将所得前驱体在60℃干燥12小时,随后于110℃干燥10小时,所得固体颗粒在n2氛围下于500℃焙烧5小时,制得cu(wt.):1.06%;co(wt.):6.91%;ce(wt.):9.71%;cr(wt.):0.78%;zr(wt.):1.28%;载体(wt.)80.26%的催化剂。成型、破碎到30-40目,备用。

在固定床中,以15(v%)的稀释h2(h2/(h2+n2))为还原气,在气体空速400h-1,还原压力0.4mpa,还原温度500℃的条件下对催化剂还原5h。还原后的催化剂通入合成气进行反应,在h2/co(摩尔比)=2,反应压力3.5mpa、反应温度300℃、空速10000ml/gcat·h的条件下评价催化剂。co转化率(cmol.%)=38.2,醇收率=280.3mg/gcat·h,醇中甲醇、乙醇、丙醇、丁醇以及c5+醇的分布(cmol.%)分别为36.3、40.0、19.3、2.7和1.7。

实施例13:

称取三水硝酸铜0.99g、六水硝酸钴1.2g、六水硝酸铈0.3g、九水硝酸铬0.2g、五水硝酸锆0.2g,以乙醇为溶剂,将其配制成0.01m的乙醇溶液,放入超声波清洗器中,在300转/min的搅拌速率、40khz超声频率下,加热到40℃,将载体4g碳纳米管(外管径20-30nm)以2g/min的速率加入上述溶液中。超声震荡8小时,将所得前驱体在80℃干燥8小时,随后于120℃干燥6小时,所得固体颗粒在n2氛围下于500℃焙烧6小时,制得cu(wt.):5.58%;co(wt.):5.20%;ce(wt.):2.07%;cr(wt.):0.56%;zr(wt.):0.91%;载体(wt.)85.68%的催化剂。成型、破碎到30-40目,备用。

在固定床中,以5(v%)的稀释h2(h2/(h2+n2))为还原气,在气体空速400h-1,还原压力0.4mpa,还原温度600℃的条件下对催化剂还原4h。还原后的催化剂通入合成气进行反应,在h2/co(摩尔比)=2.5,反应压力2.5mpa、反应温度250℃、空速10000ml/gcat·h的条件下评价催化剂。co转化率(cmol.%)=15.6,醇收率=92.2mg/gcat·h,醇中甲醇、乙醇、丙醇、丁醇以及c5+醇的分布(cmol.%)分别为49.1、31.4、14.7、3.3和1.5。

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