[发明专利]一种费托合成催化剂及其制备和应用

说明书

发明领域

本发明涉及一种费托合成催化剂及其制备和应用。

背景技术

费托合成(FTS，FT合成)是指合成气(CO+H₂)在催化剂上转化成烃类的反应，产物包括烷烃和烯烃，并副产CO₂，H₂O以及醇、醛、酸、酮和酯等有机含氧化合物，产品经过深加工可得到优质液体燃料，如汽油、柴油和航空煤油等。从FT合成的发现到现在已经有八十多年的历史，南非从上世纪50年代开始工业利用FT合成技术，一直发展至今。

石油资源的消费日趋增加，人们在寻找代用资源的努力日益活跃；而煤和天然气探明储量的不断增加，使FT合成这一领域的研究非常活跃。不仅如此，世界炼油业正面临生产低硫和超低硫汽、柴油以满足日益苛刻的环境法规的挑战。由于FT合成具有不依赖石油、产品清洁(不含硫、氮)等优点，随着世界能源结构从单一石油依赖型向煤、天然气及石油联供型的转变，FT合成技术必将得到迅速发展。其中，天然气转化为高品质柴油和高品质蜡产品的钴基FT合成工艺尤其令人瞩目，它对于合理利用天然气资源和未来洁净煤技术均有重要意义。然而，其高效转化的核心仍然是与FT合成催化剂研究相关的催化问题。提高FT合成催化剂的活性、降低CO₂和CH₄的选择性和提高C₅⁺烃类的选择性是FT合成催化剂研究和开发的核心内容，这关系到合成气的有效利用和生产成本的降低。

发明内容

本发明要解决的技术问题是在现有技术的基础上提供一种性能得到改性的费托合成催化剂、其制备及应用。

本发明涉及以下发明：

1、一种费托合成催化剂，含有载体、活性金属组分和有机物I，其中，所述活性金属组分选自铁和/或钴，以催化剂为基准，以氧化物计的所述活性金属组分的含量为2-50重量％，所述有机物I与所述活性金属组分的摩尔比为0.01-5。

2、根据1所述的催化剂，其特征在于，以催化剂为基准，以氧化物计的所述活性金属组分的含量为5-40重量％，所述有机物I与所述活性金属组分的摩尔比为0.02-3。

3、根据2所述的催化剂，其特征在于，以催化剂为基准，以氧化物计的所述活性金属组分的含量为10-30重量％，所述有机物I与所述活性金属组分的摩尔比为0.1-2。

4、根据1、2或3任一项所述的催化剂，其特征在于，所述有机物I选自水溶性含氧和/或含氮有机化合物中的一种或几种。

5、根据4所述的催化剂，其特征在于，所述水溶性含氧有机化合物选自有机醇和有机酸中的一种或几种；所述水溶性含氮有机化合物选自有机胺中的一种或几种。

6、根据1所述的催化剂，其特征在于，所述载体选自氧化铝、氧化硅-氧化铝、硅酸铝或氧化硅中的一种或几种。

7、根据6所述的催化剂，其特征在于，所述载体氧化铝。

8、根据7所述的催化剂，其特征在于，所述氧化铝选自γ-、η-、θ-、δ-和χ-氧化铝中的一种或几种。

9、根据1所述的催化剂，其特征在于，还含有选自La、Zr、Ce、W、Cu、Mn、K、Ru、Re、Pt和Pd中的一种或几种助剂组分，以元素计并以催化剂为基准，所述助剂的含量不超过25重量％。

10、根据9所述的催化剂，其特征在于，以元素计并以催化剂为基准，所述助剂组分的含量为0.01-10重量％。

11、一种费托合成催化剂的制备方法，包括：(1)配制含有含选自铁和/或钴化合物以及有机物I的混合浸渍溶液，并用该溶液浸渍载体；(2)干燥步骤(1)得到的浸渍产物；其中，所述步骤(1)的浸渍使最终催化剂中以氧化物计的所述活性金属组分的含量为2-50重量％，所述有机物I与所述活性金属组分的摩尔比为0.01-5。

12、根据11所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)的浸渍使最终催化剂中以氧化物计的所述活性金属组分的含量为5-40重量％，所述有机物I与所述活性金属组分的摩尔比为0.02-3。

13、根据12所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)的浸渍使最终催化剂中以氧化物计的所述活性金属组分的含量为10-30重量％，所述有机物I与所述活性金属组分的摩尔比为0.1-2。

14、根据11、12或13任一项所述的方法，其特征在于，所述有机物I选自水溶性含氧和/或含氮有机化合物中的一种或几种；所述干燥条件包括：温度为80-300℃，干燥时间为0.5-72小时。