[发明专利]一种改善选择性的合成气转化催化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及合成气转化领域，特别涉及合成气转化成液体烃类用催化剂及其制备 方法。

背景技术

由合成气合成液体烃类的化学过程通常称为Fascher-Tropsch(FT)合成，合成气 可由天然气转化制取或由煤经煤气化制取，主要目的产物为长链烃类，在生成烃类的 同时，也有少量含氧有机物如醇、醛、酸作为杂质产生。产物炼制后得到汽、柴油等 发动机燃料。发展该技术有利于缓解当前能源消耗对于石油的依赖性，有利于建立起 煤、石油及天然气联供型能源结构，对于相对富煤贫油的我国尤其意义重要。

F-T合成一般采用铁基或钴基催化剂：

壳牌公司开发的SMDS技术采用SiO₂为载体的钴基催化剂，其组成为25Co:0.9Zr、 Ti或Cr:100 SiO₂，目的产物为重质烃类，C₅⁺的选择性达到82％。

专利CN1695803A公开了一种F-T合成铁基催化剂，包含质量百分含量为50～70％ 的Fe，0.01～10％的Cu，0.01～8％的K₂O，0.01～8％的Na₂O；该催化剂将合成气高选择 性转化为C₂₀^-烃类，产物中含有大量C₂～C₄烯烃，总选择性为6～8％的含氧有机物作为 杂质产物出现。

专利CN1159098C公开了一种铁系催化剂的生产方法，采用硫酸亚铁为原料，降 低了催化剂制备成本，C₁₂⁺的选择性可达到70％。

上述催化剂目的产物主要为油品，尽管专利CN1695803A所述可以联产低碳烯烃， 但所得到的含氧有机物量少，种类复杂，难以分离利用，在炼油过程中含氧有机物需 经加氢过程转化为相应的烃类，同时消耗掉一定数量的氢气，未能实现产物综合全面 利用，提高了生产成本。

FT合成工艺的的经济效益直接受世界原油价格的影响，一旦原油价格走低，经济 效益必将大打折扣。如果改善其产品的选择性，得到一定量的化工产品，则经济效益 更好。因此，F-T合成开发工作方向定位在生产高附加值化工产品。

乙烯、丙烯等低碳烯烃是需求量很大的基本有机化工原料，可于生产多种化工产 品；目前的主要来源是经过石油加工而来，价格远远超过油品；低碳混合醇是指C₁-C₆的醇类混合物。从性能而言，低碳混合醇是一种良好的汽油添加剂，它具有高的 辛烷值以及与汽油良好的掺混性能，可以代替MTBE作为汽油添加剂；低碳混合醇进行 分离提纯后，获得的甲醇和乙醇是重要的基本有机化工原料和能源材料，C₂⁺醇则是高 价格产品，除用作溶剂和酯化试剂外，还可作为化工生产的原料，广泛应用于化工领 域。

发明内容

本发明提供一种合成气转化催化剂及其制备方法，目的是将合成气催化转化为液 体烃类燃料，在解决由煤或天然气制取液体燃料问题的同时，获得一定量的低碳烯烃 和低碳醇，使产品获得比单纯合成液体烃类产品更高的附加值。

本发明是这样实现的：

将试剂硝酸铁和硝酸铜溶解于去离子水中，或将铁粉和铜粉溶于浓硝酸后加入去 离子水稀释到所需浓度，得到混合盐溶液。在搅拌下向混合盐溶液中加入氨水溶液形 成沉淀浆液，沉淀温度为20～80℃，过滤、用硝酸溶液或氨水溶液调节终点pH值为 5～9，将浊液过滤后以去离子水洗涤滤饼以除去NH₄⁺离子。

在该滤饼中加入去离子水打浆，将硝酸钾或硝酸锂以及相应助剂前驱物配制成混 合物的水溶液，加入浆液中，在20～70℃搅拌一定时间后，该浆液过滤得到滤饼，将 该滤饼在80～120℃干燥8～12小时后，经粉碎筛分得到所需目数颗粒，在马福炉中 300～500℃焙烧1～6小时，得到催化剂成品。

本发明的具体制备方法包括如下步骤：