[发明专利]用于浆态床反应器的费托合成钴催化剂及其制备和应用

权利要求书

1.一种用于浆态床反应器的费托合成钴催化剂，其特征在于，该催化剂包括以下重量百分比的组分：活性金属Co 15～30％，贵金属助剂0.01～0.15％，修饰改性元素0.5～5％，其余为载体。

2.根据权利要求1所述的一种用于浆态床反应器的费托合成钴催化剂，其特征在于，所述的贵金属助剂为Pt、Re、Ru或Pd；所述的修饰改性元素为Si、Zr或Ti；所述的载体为γ-Al₂O₃。

3.一种如权利要求1所述的用于浆态床反应器的费托合成钴催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将拟薄水铝石与硝酸溶液混合，其中，硝酸与拟薄水铝石的质量比为3～6:100，反应得到成胶溶液，在60～80℃下保持0.5～2h，然后再添加含有修饰改性剂的乙醇溶液，继续在65～85℃下保持1～3h，得到浆液；

(2)将步骤(1)得到的浆液送入压力式喷雾干燥机，喷雾干燥成型，得到微球状固体颗粒，然后将固体颗粒置入焙烧炉中焙烧，得到修饰改性后的微球状γ-Al₂O₃载体；

(3)将步骤(2)得到的γ-Al₂O₃载体进行至少一次浆态浸渍、干燥和焙烧处理，得到钴催化剂产品。

4.根据权利要求3所述的一种用于浆态床反应器的费托合成钴催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中：硝酸溶液的质量浓度为20～50％；所述的修饰改性剂选自正硅酸乙酯、正硅酸丙酯、锆酸四正丁酯、四丙醇锆、钛酸四异丙酯和钛酸四丁酯中的一种。

5.根据权利要求3所述的一种用于浆态床反应器的费托合成钴催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(2)中：压力式喷雾干燥机的热风入口温度为280～350℃，排风出口温度100～130℃；

固体颗粒在焙烧炉中的焙烧温度为450～600℃，焙烧时间为2～6h。

6.根据权利要求3所述的一种用于浆态床反应器的费托合成钴催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(3)中所述的浆态浸渍条件为：将γ-Al₂O₃载体或前一次处理后的样品浸渍于钴盐和贵金属盐的混合水溶液，所述的干燥条件 为：在真空旋转干燥箱中60～95℃下真空干燥5-20h，所述的焙烧条件为：在流动的氮气气氛或空气气氛下焙烧，焙烧温度为250～380℃，焙烧时间为4～12h。

7.根据权利要求6所述的一种用于浆态床反应器的费托合成钴催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(3)中进行两次浆态浸渍、干燥和焙烧处理；

两次浆态浸渍处理中：第一次浆态浸渍处理中混合水溶液中Co与贵金属元素的摩尔比为1:0.0002～0.0006，第二次浆态浸渍处理中混合水溶液中Co与贵金属元素的摩尔比为1:0.001～0.0015；

干燥处理过程分为两步，其中，第一步的干燥温度为60-85℃，系统压力为-0.07～-0.085MPa，干燥时间为2～8h，第二步的干燥温度为85-95℃，系统压力为-0.08～-0.095MPa，干燥时间为3～12h；

焙烧处理在流动的氮气或空气气氛下进行，焙烧温度250～350℃，时间为5-10h。

8.根据权利要求3所述的一种用于浆态床反应器的费托合成钴催化剂的制备方法，其特征在于，所述的钴盐为硝酸钴，所述的贵金属盐为(NH₃)₄Pt(NO₃)₂、HReO₄、Ru(NO)(NO₃)₃或(NH₃)₄Pd(NO₃)₂。

9.一种如权利要求1所述的用于浆态床反应器的费托合成钴催化剂的应用，其特征在于，将钴催化剂在惰性气体保护下置于浆态床反应器中，进行费托合成反应，使用前需要以纯氢气为还原气体对催化剂进行预还原。

10.根据权利要求9所述的一种用于浆态床反应器的费托合成钴催化剂的应用，其特征在于，所述的钴催化剂是在固定床反应器或流化床反应器上进行预还原，其中，

催化剂在固定床反应器的还原条件：温度为380～450℃，压力为0.1～0.3MPa，升温速率为1～2℃/min，体积空速为2000～4000h^-1，恒温时间为8～22h；

催化剂在流化床反应器上的还原条件：温度为380～450℃，压力为0.2～0.6MPa，升温速率为1～2℃/min，体积空速为1500～4000h^-1，恒温时间为8～20h。