[发明专利]一种用于费托合成的熔融铁钴催化剂及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种用于费托合成的熔融铁钴催化剂，其特征在于，该催化剂的组成包括：三价铁和二倍二价铁的物质的量比值Fe³⁺/2Fe²⁺为0.40-1.00，铁(Fe)的质量分数60-71％；还包括助催化剂，其组成为：氧化钾计(K₂O)0.5-2.5g/100gFe，氧化铝计(Al₂O₃)1.5-6.5g/100gFe，氧化钙计(CaO)0.5-3.5g/100gFe，金属钴计0.02-10.0g/100gFe。

2.根据权利要求1所述的一种用于费托合成的熔融铁钴催化剂，其特征在于，所述的助催化剂是采用钾、铝、钙的相应碳酸盐、硝酸盐、氧化物中的一种或几种混合物为原料，钴采用相应硝酸盐、四氧化三钴、氧化亚钴、金属钴的一种或者几种混合物为原料。

3.根据权利要求1所述的一种用于费托合成的熔融铁钴催化剂，其特征在于，所述的铁可采用磁铁矿、扎制铁磷为原料。

4.根据权利要求1所述的一种用于费托合成的熔融铁钴催化剂，其特征在于，所述的催化剂还原前比表面积低于60m²/g，优选25m²/g或者更低的催化剂。

5.根据权利要求1或4所述的一种用于费托合成的熔融铁钴催化剂，其特征在于，所述的催化剂还原前比表面积接近零或直接为零的。

6.根据权利要求1或2所述的一种用于费托合成的熔融铁钴催化剂，其特征在于，所述的催化剂还原前铁氧化物晶相表现为磁铁相Fe₃O₄和氧化亚铁FeO。

7.根据权利要求1所述的一种用于费托合成的熔融铁钴催化剂，其特征在于，所述的金属钴进入铁氧化物(Fe3O4和FeO)晶体的晶格，部分取代Fe²⁺和Fe³⁺，形成铁钴氧化物固溶体。

8.权利要求1所述的一种用于费托合成的熔融铁钴催化剂的制备方法，其特征在于，该制备方法是采用熔融法将一定量的助催化剂原料与磁铁矿粉、纯铁混合，采用电弧炉或中频炉或电熔炉，经熔融、冷却即制成熔融铁钴催化剂。

9.根据权利要求8所述的一种用于费托合成的熔融铁钴催化剂的制备方法，其特征在于，所述的熔融温度为1600～2000℃，所述的冷却为熔融结束时将液态熔料放入冷却槽，冷却到100℃以下。

10.根据权利要求8所述的一种用于费托合成的熔融铁钴催化剂的制备方法，其特征在于，所述的熔融温度为1600～1800℃，所述的冷却为熔融结束时将液态熔料放入冷却槽，冷却到室温。

11.根据权利要求8所述的一种用于费托合成的熔融铁钴催化剂的制备方法，其特征在于，所述的催化剂熔融结束时，液态物料放入冷却槽，用带水夹套的冷却槽以加快熔块的冷却，或用鼓风机往冷却槽中的熔块鼓风，以加快熔块的冷却。

12.根据权利要求8所述的一种用于费托合成的熔融铁钴催化剂的制备方法，其特征在于，所述的熔融铁钴催化剂熔融、冷却之后还包括破碎、球磨和筛分工艺，筛分可选用分样筛或旋风分离器对催化剂颗粒分级处理，最终所得催化剂颗粒尺寸为3-500微米。

13.根据权利要求12所述的一种用于费托合成的熔融铁钴催化剂的制备方法，其特征在于，所述的熔融铁钴催化剂熔块经破碎、球磨和筛分后，最终催化剂颗粒尺寸优选控制在3-100微米。

14.权利要求1所述的一种用于费托合成的熔融铁钴催化剂的应用，其特征在于，所述的熔融铁钴催化剂可应用于流化床系统上将合成气直接转化为烃产品。