[发明专利]浆态床费托合成钴基催化剂及制法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种费托合成催化剂的制备方法及应用，具体地说是一种钴基浆态床费托合成催化剂及制备方法和应用。

背景技术

煤经费托合成制取燃料油和化学品是洁净煤技术领域的重要内容之一。当今，固定床、流化床和浆态床反应器是费托合成反应的主要反应器。浆态床反应器具有结构简单、传质传热性能良好，反应温度均匀，反应器中无热点存在的优点。浆态床使用的催化剂多为铁基催化剂，Sasol公司是较早开发沉淀铁基催化剂的公司，在浆态床反应器中已经实现了工业化。目前，国内中科合成油技术有限公司成功开发了成套的浆态床铁基催化剂费托合成及其产品加工技术，并在神华集团、内蒙古伊泰集团、山西潞安集团建立了160kt/a合成油示范厂。

钴基催化剂工艺虽有高C₅⁺选择性、低甲烷选择性、低水煤气变换反应，以及在浆态床反应器中易与产物蜡分离等诸多优点，但是，钴基浆态床费托合成催化剂及反应工艺的研究开发相对滞后。

Shell公司研制出以SiO₂为载体的钴基费托合成催化剂，在马来西亚投产直径5m天然气制油浆态床反应器，但是后来发生的生产事故放慢了工业化进程。Exxon公司主要研究TiO₂为载体的钴基费托合成催化剂，先后申请了专利达上百篇，并开发了以浆态床为核心的AGC-21新工艺，完成了示范装置实验。Chevron公司的催化剂以Al₂O₃做载体，并添加钌、氧化物助剂以及稀土金属等开发钴基催化剂，其大部分催化剂应用于固定床和流化床，少量催化剂适用于浆态床。

常规方法制备出的钴基催化剂形貌不一，粒度不均，流变性不好，严重影响反应过程的传质传热，并导致催化剂在液相中磨损大，经济损失大。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种具有高活性，稳定性好的用于浆态床费托合成反应的钴基催化剂及制备方法和应用。

本发明的催化剂的重量组成为：

Co₃O₄：10－40%，过渡金属氧化物：0.1－15%，其余为载体Al₂O₃。

如上所述过渡金属为锰、钒、钛、铜、锌、锆、铼、钍、镧、铈、钌、铑、钯、铱、铂等的一种或者两种。

本发明的制备方法如下：

（1）按最终催化剂组成，将可溶性铝盐、可溶性钴盐及可溶性过渡金属盐配制成0.2－2mol/L的混合溶液，并与0.2－2mol/L的碱类沉淀剂溶液在40－80℃下并流沉淀；或者先将0.2－2mol/L的可溶性铝盐溶液与0.2－2mol/L碱类沉淀剂溶液在40－80℃下并流沉淀，得到沉淀浆液，再将可溶性钴盐及可溶性过渡金属盐配制成0.2－2mol/L的混合溶液，并与0.2－2mol/L的碱类沉淀剂溶液在40－80℃下并流沉淀于该浆液中。

（2）步骤（1）沉淀再经60－90℃老化0.5－4.0h、过滤、洗涤、打浆，得到浆料，最后经喷雾造粒、焙烧，得到特定粒径的微球状催化剂。

如上所述的钴盐是硝酸钴、醋酸钴、碳酸钴、硫酸钴等的一种。

如上所述的铝盐是硝酸铝、偏铝酸钠、铝酸钠、硫酸铝、氯化铝等的一种。