[发明专利]用于制备意图在费托反应中使用的催化剂的方法

说明书

本发明公开了用于制备意图在费托反应中使用的催化剂的方法。所述方法使得能够制备意图用于费托反应的催化剂。在反应器I中，将浸渍有硝酸钴溶液的载体在介于400℃和450℃之间的煅烧温度下氧化，以产生包含钴氧化物的催化剂前体。然后，通过使还原气体流流通，在还原反应器A中使催化剂前体与富含氢气且具有低水含量的还原气体接触，从而将钴氧化物还原为Co并产生水。然后，将在反应器A的出口处回收的载有水的还原气体流的水含量降低至200 ppmvol，并且将至少一部分的还原气体流再循环至反应器A。在所述方法中，在反应器A中将还原气体维持在少于10,000 ppmvol的水含量下。

技术领域

本发明涉及制备催化剂、特别是制备由沉积于载体上的钴构成的催化剂的领域。

背景技术

费托合成方法能够将合成气(一氧化碳和氢气的混合物)催化转化为液态烃。所形成的烃主要是烷烃和小部分烯烃和含氧化合物(醇、酮等)。费托合成的主要共产物是水，考虑到其含有的含氧化合物的含量，必须对水进行处理。

在用于费托合成的催化剂中使用的金属通常是铁和钴。具有铁的催化剂主要用于合成轻质燃料和化学化合物。基于钴的催化剂主要用于生产煤油和瓦斯油类型的合成燃料。为了具有催化活性，这些金属必须呈还原形式，通常需要在将它们用于费托合成反应器中之前的工业阶段。

文献EP 1,239,019和FR 2,784,096描述了用于费托方法的负载在氧化铝载体上的钴基催化剂的不同制备方法。通常而言，通过浸渍将钴以硝酸钴的形式沉积于氧化铝载体上。然后将经浸渍的载体煅烧以产生催化剂前体。

在用于费托方法之前，使催化剂前体经历还原阶段。通常而言，通过使催化剂前体与氢气流接触从而将钴氧化物(Co₃O₄)还原为金属钴(Co⁰)来进行还原阶段。使用氢气的钴氧化物至金属钴的还原反应产生水。在还原过程中该水的消除较差会导致水与金属催化剂接触过长时间，这对于催化剂活性可能是不利的。文献US 6,919,290、EP 533227和EP533228提出借助于以环路流通的氢气流还原催化剂前体。为了控制该流中的水含量，这些文献提出使用包含低氢气含量和高惰性气体含量的流，从而限制在还原气体流中形成水的浓度。此外，这些文献提出从还原气体中除去源自还原阶段的水。

本发明提出通过下述方面对现有技术进行改进：使用具有高氢气含量的还原气体并且在还原阶段的过程中控制水含量，特别是在高温下实施催化剂前体的煅烧。

发明内容

本发明涉及用于制备意图在费托反应中使用的催化剂的方法，其中，实施下述连续阶段：

a) 提供用硝酸钴溶液浸渍的载体，

b) 将所述浸渍有硝酸钴溶液的载体在介于400℃和450℃之间的煅烧温度下氧化，以产生包含钴氧化物的催化剂前体，

c) 提供还原气体，其包含至少99体积%的氢气和少于200 ppmvol的水，

d) 通过使还原气体流在整个所述催化剂前体的床中流通，使得所述催化剂前体与还原气体接触，从而将钴氧化物还原成金属钴，以产生经还原的催化剂和载有水的还原气体流，

e) 降低在阶段d)中回收的载有水的还原气体流的水含量，从而产生包含少于200ppmvol的水的还原气体流，然后

f) 将至少一部分还原气体流再循环至阶段d)，

在所述方法中，在阶段d)中将还原气体维持在少于10,000 ppmvol的水含量下。

根据本发明，在阶段d)中，还原气体的流量可以介于1 Nm³/h/kg催化剂前体和6Nm³/h/kg催化剂前体之间，并且优选介于2 Nm³/h/kg催化剂前体和5 Nm³/h/kg催化剂前体之间。