[发明专利]一种费托合成用熔铁催化剂、其制备方法及合成气费托合成制备低碳烯工艺

权利要求书

1.一种费托合成用熔铁催化剂，其特征在于，该催化剂由铁基催化剂和助催化剂组成，所述铁基催化剂中铁(Fe)的重量百分含量为50-85％，三价铁和二倍二价铁的摩尔比的比值Fe³⁺/2Fe²⁺为0.5-1.5，所述助催化剂包括氧化铝(Al₂O₃)0.1-1.5g/100gFe，氧化镁(MgO)0.1-1.5g/100gFe，氧化钾(K₂O)0.2-1.2g/100gFe，氧化钠(Na₂O)0.1-2g/100gFe，氧化钙(CaO)0.1-1.5g/100gFe，氧化硅(SiO₂)0.5-2g/100gFe，氧化铈(CeO₂)0.01-0.03g/100gFe，氧化铬(Cr₂O₃)0.02-0.05g/100gFe，其余氧化物为碳酸钙水合氧化镁。

2.根据权利要求1所述的费托合成用熔铁催化剂，其特征在于，所述的铁(Fe)的重量百分含量为65-75％，三价铁和二倍二价铁的物质的量比值Fe³⁺/2Fe²⁺为0.8-1.2。

3.根据权利要求2所述的费托合成用熔铁催化剂，其特征在于，所述的铁(Fe)的重量百分含量为71-75％。

4.根据权利要求1所述的费托合成用熔铁催化剂，其特征在于，所述的催化剂的未还原状态时的比表面积为0.5-2.5m²/g，孔容0.06-0.15ml/g，骨架密度3.0-3.5g/mL，堆密度2.4-3.2g/mL。

5.一种权利要求1-4任意一项所述的费托合成用熔铁催化剂的制备方法，其特征在于，包括：

S1.将磁铁矿与氧化铝、碳酸钾、碳酸钠、二氧化硅、白云石在混合机内混合均匀，将混合好的磁铁矿粉装入熔融炉内，然后加入一定质量的铁条，使铁(Fe)的重量百分含量为50-85％，三价铁和二倍二价铁的物质的量比值Fe³⁺/2Fe²⁺为0.5-1.5，然后加入氧化铝(Al₂O₃)0.1-1.5g/100gFe，氧化镁(MgO)0.1-1.5g/100gFe，氧化钾(K₂O)0.2-1.2g/100gFe，氧化钠(Na₂O)0.1-2g/100gFe，氧化钙(CaO)0.1-1.5g/100gFe，氧化硅(SiO₂)0.5-2g/100gFe，氧化铈(CeO₂)0.01-0.03g/100gFe，氧化铬(Cr₂O₃)0.02-0.05g/100gFe，其余氧化物为碳酸钙水合氧化镁；

S2.采用熔融法将S1中的原材料熔融，熔融温度1800-2100℃，熔融时间3-6h；

S3.熔融结束后液态浆料应迅速冷却，冷却至150℃以下，冷却后物料的厚度20-30mm；

S4.物料经过初步粉碎得到小于3mm的颗粒后，继续超细粉碎到微米级粒径；

S5.通过超细粉碎及两级分级，最终得到粒度分布在150-300微米之间，平均粒径40-60微米的催化剂。

6.根据权利要求5所述的费托合成用熔铁催化剂的制备方法，其特征在于，所述S3中浆料冷却后的厚度为25-30mm。

7.一种合成气费托合成制备低碳烯工艺，其特征在于，包括向反应釜内放入权利要求1-4任意一项所述的费托合成用熔铁催化剂，然后向反应釜通入体积比为20-100的H₂与CO的混合气体进行加热还原，还原温度为350-400℃，压力为2.2-3.0Mpa，所述的费托合成反应在体积比为10-20的H₂与CO气氛下进行，反应温度为250-350℃，压力为3.0-3.5Mpa。

8.根据权利要求7所述的费托合成用熔铁催化剂的制备方法，其特征在于，所述还原温度为350-380℃，所述费托合成反应的温度为280-320℃。