[发明专利]费-托催化剂的活化方法

说明书

发明领域

本发明涉及费-托催化领域，特别涉及费-托催化剂的活化。

背景技术

费-托(FT)方法包括在基于金属例如Fe、Co和Ru的催化剂的存在下CO的 加氢。由该反应形成的产物为水，可以是饱和或不饱和的气态、液态和蜡质的 烃。还形成烃的氧化产物例如醇、酸、酮和醛。

非均相费-托方法可方便地分为高温费-托(HTFT)方法或低温费-托(LTFT)方 法。HTFT方法可描述为两相费-托方法。其通常在250℃-400℃的温度下进行， 并且使用的催化剂通常为铁基催化剂。通常地，该方法在工业上在流化床反应 器中进行。

LTFT方法可描述为三相费-托方法。其通常在220℃-310℃的温度下进行， 并且使用的催化剂通常为Co基催化剂或Fe基催化剂。实施该方法的条件导致 产物在反应器中为液体且还可能为气相。因此，能够将该方法描述为三相法， 其中在反应区内所述反应物为气相，至少一部分产物为液相且催化剂为固相。 通常，在固定床反应器或淤浆床反应器中工业化实施该方法。

众所周知HTFT合成优选用于制备高价值的线性烯烃，并且在流化床反应 器中的高温下操作的铁催化剂仍然是首选的催化剂。使用铁催化剂的LTFT合成 通常是将煤衍生的合成气(H₂和CO)转化为烃产物的首选的合成方法。

众所周知在LTFT中，特别在重质烃产品的制备中，普遍问题是相对低的合 成速率和短的催化剂寿命。尝试解决这类问题的一般做法是通过提高反应温度 来提高反应速率，但这导致较轻的烃(特别是甲烷)产量的增加以及催化剂失 活，这造成短的催化剂寿命。

大多数制备用于FT合成的铁基催化剂的方法产生非还原的催化剂，其中该 催化剂中的至少一些(通常为大多数)铁处于正氧化态。为了提供在FT合成中 具有活性的催化剂(活化的FT催化剂)，必须将该催化剂还原以将处于正氧化 态的铁转化为处于零氧化态的铁。

Catalysis Today 36(1997)325；Canadian J.Chem.Eng.，74(1996)399-404； Applied Catalysis.A：General 186(1999)255-275；Journal of Catalysis 155，(1995) 366-375和Energy and Fuels，10(1996)921-926描述了不同的催化剂活化方法和 它们对FT合成的影响。披露了活化期间使用的不同还原气体(H₂、CO或者 H₂和CO的组合)的影响。还披露了在不同压力和温度下的还原。然而，这些 文献均没有披露本发明的活化条件。

现已发现，通过遵循一定的费-托合成催化剂的活化方法可影响合成速率和 催化剂寿命。特别发现，通过在至少245℃且低于280℃的温度下，在高于0.5MPa 且不大于2.2MPa的还原气体压力下，并且在进料到反应器中的原料气的GHSV 高于6000ml(N)/g催化剂/h下还原而使催化剂活化，为催化剂提供了某些优势， 特别在用于LTFT中时。这些优势可包括高的活性和长的催化剂寿命中的一种或 多种。

发明概述

根据本发明，提供了包括处于正氧化态的铁的铁基费-托催化剂的活化方法， 该方法通过在至少245℃且低于280℃的温度下，在高于0.5MPa且不大于2.2 MPa的还原气体压力下，并且在进料到反应器中的总气体的GHSV为至少6000 ml(N)/g催化剂/h下，在反应器中使所述铁基催化剂与选自CO以及H₂与CO 的组合的还原气体接触，从而还原所述催化剂中的处于正氧化态的铁。

铁基催化剂的活化

催化剂可包含低温费-托催化剂，其是一种适合用于三相FT方法、优选用 于淤浆床反应器的催化剂。

所述铁催化剂可包括一种或多种助催化剂，例如增强还原的助催化剂和/或 结构助催化剂。