[发明专利]一种费托合成催化剂、制备及其应用

说明书

发明领域

本发明涉及一种费托合成催化剂、制备及其应用。

背景技术

随着全球石油资源越来越稀缺，人们对环境保护的日益重视。利用煤和天然气制备清洁燃料越来越受到人们的重视。费托合成，是指合成气在催化剂上转化成烃类的反应，产物包括烷烃和烯烃，经深加工可制备优质液体燃料，如优质柴油，航空煤油等。

常用的费托合成催化剂有钴基和铁基两种。钴基催化剂相对于铁基具有长寿命和低的水汽变换活性等优点，但铁基具有进气氢碳比不敏感、价格便宜等优势。费托合成反应器主要有固定床，浆态床和流化床。前两者用于低温费托合成，而后者用于高温费托合成。由于费托合成是强放热反应，因此具有较好的传热和在线装填能力的浆态床相对于固定床反应器在低温费托合成反应方面具有明显的优点。

但催化剂在浆态床反应器内催化剂较易失活，影响反应的稳定操作；此外催化剂相互间碰撞摩擦十分严重，易产生细粉，影响生成的蜡与催化剂分离，同时影响蜡产品的提质升级。

中国专利03123971公开了一种钴基费托合成催化剂的制备方法，该方法采用溶胶凝胶法制得硅胶载体，将制得的硅胶载体用一定浓度的氨水溶液进行表面改性，然后再通过等体积浸渍法把活性组分钴负载到硅胶表面。经干燥、焙烧得到改性的钴硅催化剂。据称，该发明通过对硅胶载体进行氨水改性，催化剂反应活性、选择性和稳定性提高。

中国专利01134529公开了一种通过费托合成由合成气选择制备主要以柴油馏分烷烃的合成方法，该方法采用一段法由合成气直接制备以柴油馏分烷烃为主的产物；合成气主要组成为H₂和CO，并且H₂/CO体积比为1.0～4.0；费托合成催化剂为含金属钴/活性炭载体催化剂；费托合成的反应条件为：反应温度为120～400℃，反应压力为0.05～10Mpa，合成气空速为100～5000h-1。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种新的、稳定性更好的费托合成的催化剂、制备及其应用。

本发明涉及以下发明：

1、一种费托合成催化剂，含有载体和负载在该载体上的选自铁和/或钴活性金属组分，其特征在于，所述载体为一种含炭的多孔性耐热无机氧化物成型物，以所述载体为基准，所述载体的炭含量为0.01-4.5重量％。

2、根据1所述的催化剂，其特征在于，以所述载体为基准，所述载体的炭含量为0.05-2.5重量％。

3、根据2所述的催化剂，其特征在于，以所述载体为基准，所述载体的炭含量为0.1-1.5重量％。

4、根据1所述的催化剂，其特征在于，所述多孔性耐热无机氧化物选自氧化铝、氧化硅、氧化钛、氧化镁、氧化铝-氧化镁、氧化硅-氧化铝、氧化硅-氧化镁、氧化硅-氧化锆、氧化硅-氧化钍、氧化硅-氧化铍、氧化硅-氧化钛、氧化硅-氧化锆、氧化钛-氧化锆、氧化硅-氧化铝-氧化钍、氧化硅-氧化铝-氧化钛、氧化硅-氧化铝-氧化镁、氧化硅-氧化铝-氧化锆、天然沸石、粘土和它们的改性物中的一种或几种。

5、根据4所述的催化剂，其特征在于，所述多孔性耐热无机氧化物选自氧化铝、氧化硅、氧化硅-氧化铝和它们的改性物中的一种或几种。

6、根据1、4或5任一项所述的催化剂，其特征在于，所述多孔性耐热无机氧化物的比表面积为100-250米²/克，孔容为0.3-0.8毫升/克。

7、根据1所述的催化剂，其特征在于，所述成型物的平均粒径为20-150微米，其中，小于20微米的颗粒体积分数为不大于10％。

8、根据7所述的催化剂，其特征在于，所述成型物的平均粒径为30-120微米。

9、根据8所述的催化剂，其特征在于，所述成型物的平均粒径为40-90微米。

10、根据1所述的催化剂，其特征在于，以氧化物计并以催化剂为基准，所述选自铁和/或钴金属组分的含量为5～70重量％。

11、根据10所述的催化剂，其特征在于，以氧化物计并以催化剂为基准，所述选自铁和/或钴金属组分的含量为10～50重量％。

12、根据11所述的催化剂，其特征在于，以氧化物计并以催化剂为基准，所述选自铁和/或钴金属组分的含量为12～30重量％。

13、根据1所述的催化剂，其特征在于，所述催化剂中含有选自La、Zr、Ce、W、Cu、Mn、或K中的一种或几种助剂金属组分，以元素计并以所述催化剂为基准，所述助剂金属组分的含量不超过10重量％。