[发明专利]一种费托合成催化剂、其制备方法和应用

权利要求书

1.一种费托合成催化剂，主要成分为Fe和Cu，其特征在于该催化剂还包含活性金属成分Mo，以及碱性助剂和结构助剂，所述的碱性助剂选自Li、Na、K、Mg、Ca、Rb、Cs、Sr、和Th之一，所述的结构助剂选自活性炭、SiO₂、Al₂O₃、ZrO₂、TiO₂和分子筛的一种或多种的任意组合。

2.根据权利要求1所述的费托合成催化剂，其中所述铁/铜的质量比为Fe/Cu＝100/0.5-2；所述铁/钼的质量比为Fe/Mo＝100/0.5-15；优选所述铁/钼的质量比为Fe/Mo＝100/5-10；所述铁/碱性助剂的质量比为Fe/K＝100/2-5；其中所述铁/结构助剂的质量比为Fe/结构助剂＝100/15-25。

3.根据权利要求2所述的费托合成催化剂，其中所述各组分的质量比是：Fe∶Cu∶Mo∶碱性助剂∶结构助剂＝100∶0.1～5∶0.1～20∶0.5～10∶5～40；优选所述各组分的质量比是：Fe∶Cu∶Mo∶碱性助剂∶结构助剂＝100∶0.5～2∶5～10∶2～5∶15～25。

4.根据权利要求3所述的费托合成催化剂，其中所述的活性金属成分Mo选自金属钼的氧化物、硫化物和碳化物；所述的碱性助剂选自金属Li、Na、K、Mg、Ca、Rb、Cs、Sr、和Th之一的氧化物、氢氧化物或其盐类；优选所述的碱性助剂是钾的氧化物、氢氧化物或其盐类；以及优选所述催化剂的比表面积为100-240m²/g。

5.根据权利要求1-4任意一项所述费托合成催化剂的制备方法，所述方法可采用制备催化剂的溶胶-凝胶法、共沉淀法或浸渍法，或采用上述方法的任意组合来制备；优选所述制备费托合成催化剂的方法包括以下步骤：

(1)配制铁盐溶液，作为沉淀前体；

(2)用碱性沉淀剂对上述溶液进行共沉淀；

(3)将上一步骤得到的沉淀打浆，并在浆液中加入其它所需的各种金属成分和助剂；

(4)将上一步骤得到的浆液干燥成型，成型后的催化剂前体经热处理后，得到所需的催化剂；

其中所述步骤(3)加入的各种金属成分和助剂可任选的分别在沉淀前、沉淀中或沉淀后加入，也可以在成型后通过浸渍的方法引入；优选其中所述金属铜在沉淀前引入铁盐溶液中；其中所述金属钼在沉淀中引入铁盐溶液或在催化剂成型后通过用钼盐溶液浸渍的方法引入；所述的碱性助剂和结构助剂在沉淀后加入浆液中。

6.根据权利要求5所述制备费托合成催化剂的方法，其中所述的碱性沉淀剂选自碱金属的氢氧化物、碳酸盐和碱式碳酸盐的溶液，或是氨水、碳酸铵或碳酸氢铵溶液，所述碱溶液的浓度为1-25wt％；优选所述的碱性沉淀剂为氨水溶液；所述碱溶液的浓度为10-15wt％；并优选其中所述的沉淀过程可以是将碱性沉淀剂加入到铁盐溶液中，或是将铁盐溶液加入到碱溶液中，或是采用将铁盐溶液与碱溶液并流的并流沉淀工艺；其中所述并流沉淀工艺的温度为10-90℃，pH值为2-11；优选所述并流沉淀工艺的温度为50-70℃，pH值为6.5-8.5。

7.根据权利要求5所述制备费托合成催化剂的方法，其中所述的钼源是水溶性钼盐；优选所述的钼源为七钼酸六铵水溶液，以共沉淀方式在催化剂的铁氧相前体的生成过程中引入；更优选在引入钼源的过程中加入无机酸或有机酸，所述的无机酸选自硝酸、盐酸、硫酸和磷酸，所述的有机酸选自甲酸、乙酸、乙二酸、丙酸和柠檬酸；所述的无机酸优选硝酸，所述的有机酸优选乙二酸。

8.根据权利要求5所述制备费托合成催化剂的方法，其中所述的铁源是选自下述的铁盐：硝酸铁、硫酸铁、硫酸亚铁和卤化铁，所述铁盐溶液的浓度范围为0.5-1.0摩尔/升；其中所述的碱性助剂是钾，钾源可以是氢氧化钾、碳酸氢钾、碳酸钾、醋酸钾、草酸钾或硝酸钾；优选所述的钾源以水溶液形式加入到沉淀后的浆液中。

9.根据权利要求5所述制备费托合成催化剂的方法，其中所述的催化剂前体的热处理方法为喷雾干燥和高温焙烧，所述的干燥温度为100-150℃，干燥时间大于8小时；焙烧温度为300-600℃，焙烧时间为大于1小时；优选其中所述的干燥温度为110-120℃，干燥时间为12-24小时；所述的焙烧温度为400-500℃，焙烧时间为3-6小时。

10.权利要求1-4任意一项所述的费托合成催化剂在生产烃的费托合成反应中的应用。