[发明专利]一种费托合成铁基催化剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种沉淀型催化剂前躯体的制备方法和费托合成铁基催化剂的制备方法。

背景技术

费托合成是将合成气(CO+H₂)在催化剂的作用下合成液体燃料和其他化学品的反应过程。商业常用的催化剂有铁基催化剂，其中制备沉淀铁基催化剂的方法不同，将显著影响催化剂的形貌、物相、表面结构及强度，最终影响催化剂的反应性能。因此，开发出适合于煤液化技术的工业化装置的铁基催化剂是非常必要的。

CN201061758Y公开了一种用于血浆沉淀反应的管道连续混合式反应器，包括反应管，该反应管外设有冷媒夹套和外壳，冷媒夹套与外壳间设有保冷层，冷媒夹套与反应管间构成冷媒夹层通道，冷媒夹层通道两段分别与一冷媒进出接管接通。

CN1404920A公开了一种用于由合成气制液体烃的催化剂，组成重量比为氧化铁：氧化铜：氧化钾：二氧化硅＝100:0.0876-8.76:0.084-12.64:7.5-29.94。具体公开了该催化剂的制备方法为：先分别配置硝酸铁和硝酸铜的金属盐溶液，以及氨水与硅酸钾的沉淀剂溶液；将金属盐溶液和沉淀剂溶液并流进入连续沉淀反应器的底部，且保持反应器内溶液的流动状态为活塞流，制备沉淀；将沉淀过滤、制浆调pH值并干燥滤饼作为催化剂前躯体；最后以碳酸钾溶液浸渍催化剂前躯体，并干燥、焙烧制得催化剂。

CN102658148A公开了一种费托合成铁基催化剂及其制备方法，包括：1)将铁盐、铜盐、钴盐的水溶液与碳酸钾水溶液共沉淀反应得到沉淀浆料； 2)将沉淀浆料经老化处理后，加水搅拌均匀后，浓缩去除部分水份；3)将硅酸钾水玻璃或硅溶胶加入到浓缩后的沉淀浆料中，搅拌均匀，静置0-180分钟；4)步骤3)所得的浆料经喷雾干燥、焙烧后，得到费托合成铁基催化剂，催化剂组成为Fe₂O₃：Cu：K：SiO₂：Co＝100：(1-10)：(1-10)：(5-30)：(0.5-20)。

但是，现有技术制备沉淀铁基催化剂的方法中，通常采取在带有搅拌器的釜式反应器中间歇进行，其中，沉淀反应和陈化过程常常在同一个反应容器中进行，这样导致不能实现催化剂制备的连续化生产，而且物料在釜式反应器中的流动存在浓度梯度、温度梯度和pH值梯度，影响最终催化剂的质量。

因此，为了提高费托合成反应催化剂的生产效率，制备质量更好的沉淀铁基催化剂，需要开发一种新型的可连续进行沉淀反应和陈化过程的制备费托合成铁基催化剂前躯体的方法。

发明内容

本发明目的是为了连续生产费托合成铁基催化剂前躯体和提高催化剂的质量和性能，提供一种费托合成铁基催化剂前躯体的制备方法，同时，本发明也提供一种沉淀型催化剂前躯体的制备方法。

根据本发明的第一方面，提供了一种沉淀型催化剂前躯体的制备方法，包括：(1)在沉淀容器中将沉淀剂溶液与包含沉淀型催化剂有效组分的前躯体的溶液充分混合，从而经沉淀反应产生含沉淀型催化剂有效组分的前躯体的沉淀物粗浆液；(2)在陈化容器中对上述沉淀物粗浆液进行陈化，使微小的沉淀物颗粒逐渐团聚或聚集，从而进一步改善沉淀物的物理结构，其中，所述沉淀容器和所述陈化容器为不同的、但相互串联的容器，以使所述沉淀反应和陈化过程依次在所述沉淀容器和陈化容器中连续地进行。

根据本发明的第二方面，提供了一种费托合成铁基催化剂前躯体的制备方法，包括：(1)将沉淀剂溶液与含铁盐的金属盐溶液在沉淀容器中进行沉淀反应，产生含费托合成铁基催化剂有效组分的前躯体的铁基沉淀物粗浆液；(2)将上述铁基沉淀物粗浆液在陈化容器中进行陈化，以实现所述铁基沉淀物细小颗粒的团聚或聚集，进一步改善所述铁基沉淀物的物理结构；(3)对陈化后的铁基沉淀物进行洗涤、过滤，除去其中杂质后制成含费托合成铁基催化剂有效组分的前躯体的浆液；(4)将步骤(3)中的所述浆液与硅源混合并调节pH值，再经过滤和任选地干燥，得到费托合成铁基催化剂前躯体；其中，所述沉淀反应和陈化过程依次在不同的、但相互串联的所述沉淀容器和陈化容器中进行，以便连续地进行所述沉淀反应和陈化过程。