[发明专利]一种钴基浆态床费托合成催化剂及制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种催化剂及制备方法及其应用，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

随着我国石油需求量增加，通过新方法获取液态成品油燃料是当前中国面临的重大问题。费托合成反应可以大规模地制取高品质的洁净燃料和其它高附加值化学品，而且其原料合成气来源广泛，可以由煤炭、天然气、生物质经过气化得到，适合我国富煤贫油的能源现状。

费托合成钴基催化剂在反应过程具有高C₅⁺选择性、低甲烷选择性、低水煤气变换反应等优点，但是用于固定床反应器表现出反应产率低，催化剂床层容易飞温的特点而限制了它的大规模应用。浆态床反应器用于费托合成反应具有传热传质性能好，反应温度均匀，且能大规模生产应用的等优点，因而世界各国的都做了大量的工作来研究开发适用于浆态床反应器的钴基催化剂及反应工艺。

目前浆态床费托合成使用钴基催化剂都是采用先制成固相催化剂，再分散到液相惰性介质中，专利CN201010291527.6、CN201010291503.0、CN101698152A、CN102580396、CN102908957A、CN101269330A、CN1785515A、CN101274277A等介绍的各种用于浆态床的钴基催化剂成型方法都属于这个范畴。这种传统制备催化剂的方法，需要庞大的干燥、焙烧设备、研磨设备，制备过程繁琐，制备的催化剂与惰性介质机械混合，不适应惰性介质环境，润湿性不好，流变性差，分散不均匀，传质传热效果差。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种制备过程简单、生产成本低、用于浆态床费托合成反应表现出高性能的钴基催化剂及制备方法和应用。

本发明的催化剂的固相含量组成为：Co₃O₄：10－40%，过渡金属氧化物：0.1－10%，其余为载体Al₂O₃或者SiO₂。

如上所述过渡金属为锰、钒、钛、铜、锌、锆、铼、钍、镧、铈、钌、铑、钯、铱、铂中的一种。

本发明的制备方法包括如下步骤：

（1）按催化剂组成将可溶性钴盐与可溶性过渡金属盐配制成0.2-2mol/L的水溶液，并与0.2-2mol/L的碱性沉淀剂水溶液，在温度为50-90℃，pH为6.0-9.0条件下进行沉淀，沉淀完毕后洗涤、过滤，得到滤饼；

（2）按催化剂组成中载体Al₂O₃或者SiO₂的含量，将得到的滤饼加入到铝溶胶或者硅溶胶中，混合均匀制得催化剂前驱体浆料，将该浆料与液体石蜡按体积比1：5-100混合均匀加入到反应釜中，按0.2-5℃/min速率升温到250-350℃，焙烧为4-24h，制得分散于液体石蜡的浆状催化剂。

如上所述可溶性钴盐是硝酸钴、醋酸钴、碳酸钴、硫酸钴等的一种。

如上所述可溶性过渡金属盐是Mn(NO₃)₂·4H₂O、TiCl₄、NH₄·ReO₄、Zn(NO₃)₂·6H₂O、Th(NO₃)₄、La(NO₃)₃·6H₂O、Ce(NO₃)₃·6H₂O、Cu(NO₃)₂·3H₂O、ZrOCl₂·8H₂O、Mn(NO₃)₂·4H₂O、RuCl₃·3(H₂O)、Rh(NO₃)₃·2H₂O、Pd(NO₃)₂·2H₂O、IrCl₃·3H₂O、Pt(NO₃)₂等。

如上所述碱性沉淀剂是碳酸钠、氢氧化钠、氨水、碳酸铵、碳酸氢铵等的一种。