[发明专利]改进沉淀铁费托催化剂前体料浆特性的方法、料浆及制法、由料浆制备的催化剂及制法

说明书

技术领域

本发明涉及一种提高沉淀铁费托催化剂前体料浆的固含量、流动性和泵送性的方法，以及由此制备的沉淀铁费托催化剂前体料浆及其制备方法，还涉及用所述前体料浆制得的沉淀铁费托催化剂及其制备方法。 

背景技术

费托（Fischer-Tropsch，简称为FT）合成是将合成气转化为以石蜡烃为主的液体燃料的工艺过程，其催化剂主要为铁（Fe）基和钴（Co）基催化剂。铁基催化剂的价格比钴基催化剂要便宜得多，并且因其水煤气转换（WGS）活性优良而被优选用于低H₂/CO比例的合成气的费托合成。但是，沉淀铁基催化剂的磨蚀和粉化导致铁基催化剂损失和蜡污染严重，并阻碍了沉淀铁基费托合成催化剂在浆态鼓泡床反应器（SBCR）这一优选反应器中进行广泛的工业化应用。 

另一方面，通常选择喷雾干燥法制备用于SBCR的铁基费托催化剂。在该制备方法中，在喷雾干燥之前，会出现催化剂前体料浆固含量低、混合不均匀等现象，这些问题使催化剂生产成本升高、喷雾干燥的微粒粒度不均匀，并且催化剂颗粒的球形度差，导致这样制备的铁基费托合成催化剂无法达到较高的催化性能。如果增加催化剂前体料浆的固体含量，则导致料浆的粘度显著升高，从而使得喷雾干燥所必需的催化剂前体料将泵送出现困难，并且最终催化剂的耐磨蚀性也会下降。 

US2009/0011134A1公开了一种负载型催化剂以及一种催化剂载体的制备方法，包括将多孔性的无机耐火氧化物与锆前体以及任选的金属或金属前体混合，制得浆料，经干燥、焙烧得到优选用于固定床费托反应器的催化剂。其中，为了改善各组分的分散性和混合均匀性，在催化 剂前体浆料中加入了分散剂钛酸盐，例如乳酸钛酸盐螯合物的铵盐，并且成型和干燥可通过对料浆进行喷雾干燥来进行。然而，该文献针对的是钴基费托催化剂，并且催化剂并非用共沉淀方法制得，也不涉及催化剂前体料浆的固含量、流动性以及最终沉淀铁费托催化剂耐磨蚀性的问题。 

因此，对于沉淀铁费托催化剂而言，在制备过程中，如何提高其前体料浆的固含量、流动性和泵送性使得最终催化剂的耐磨蚀性大大改观是长期困扰本技术领域的一个技术难题。 

本发明致力于解决上述现有技术中存在的技术难题。 

发明内容

一方面，本发明提供一种提高沉淀铁费托催化剂前体料浆固含量、流动性和泵送性的方法，其中，向所述沉淀铁费托催化剂前体料浆中加入至少一种减水剂或超塑化剂，所述催化剂前体料浆中的固体:所述减水剂或超塑化剂的重量比为1:0.0002-0.05。 

另一方面，本发明还提供一种沉淀铁费托催化剂前体料浆，包括沉淀铁费托催化剂各有效组分的前体混合物和至少一种减水剂或超塑化剂，其中，所述催化剂各有效组分的前体混合物:所述减水剂或超塑化剂的重量比为1:0.0002-0.05，所述减水剂或超塑化剂用于改善所述料浆的流动性和泵送性以及提高所述料浆的固含量。 

再一方面，本发明又提供一种沉淀铁费托催化剂前体料浆的制备方法，依次包括以下步骤： 

（1）按催化剂各有效组分的比例用共沉淀法制备所述催化剂各有效组分的前体混合物； 

（2）过滤和/或洗涤所述前体混合物，以除去水溶性杂质； 

（3）任选地，干燥除去杂质后的所述前体混合物；和 

（4）将水和粘合剂加入到干燥后的所述前体混合物中，形成适合泵送和喷雾干燥成型的沉淀铁费托催化剂前体料浆， 

其中，在上述步骤（4）之前将至少一种减水剂或超塑化剂加入到干燥后的所述前体混合物中，或将至少一种减水剂或超塑化剂加入到在上述步骤（4）中形成的沉淀铁费托催化剂前体料浆中。 

再一方面，本发明还提供一种沉淀铁费托催化剂的制备方法，其依次包括以下步骤： 

（1）制备沉淀铁费托催化剂前体料浆； 

（2）将所述前体料浆喷雾干燥成型，使之成为沉淀铁费托催化剂前体颗粒； 

（3）对上述沉淀铁费托催化剂前体颗粒进行焙烧，形成沉淀铁费托催化剂， 

其中，在上述步骤（2）之前，向所述沉淀铁费托催化剂前体料浆中加入至少一种减水剂或超塑化剂，并使所述催化剂前体料浆中的固体:所述减水剂或超塑化剂的重量比为1:0.0002-0.05。 

再一方面，本发明又提供一种沉淀铁费托催化剂，其用前述的沉淀铁费托催化剂前体料浆制得。 

再一方面，本发明还提供一种沉淀铁费托催化剂，其用前述沉淀铁费托催化剂的制备方法制得。