[发明专利]一种硅改性的费托合成催化剂及其应用

说明书

本发明涉及一种硅改性的费托合成催化剂及其应用，该催化剂包括载体、选自铁和/或钴的活性金属组分及助剂硅，制备方法包括：(1)将活性金属组分负载到含氧化铝的载体上；(2)进行还原处理；(3)将步骤(2)的产物加入到溶剂中，溶剂含量为50～99重量％；(4)向步骤(3)的混合体系中加入硅酯和碱性物质，硅酯的加入量以元素硅计与载体中氧化铝的重量比为0.003～0.06：1，碱性物质的加入量使得混合体系pH值为8～14；(5)将反应后的混合体系进行分离，然后经干燥、焙烧或不焙烧，得到所述催化剂，其中，步骤(3)和步骤(5)在非氧化性气氛中进行。本发明提供的催化剂制备方法简单，与现有技术相比，本发明所述催化剂具有耐磨性高、活性高、选择性和稳定性好等特点。

技术领域

本发明涉及一种硅改性的费托合成催化剂及其应用。

背景技术

费托合成，是指合成气在催化剂上转化成烃类等的反应，产物主要包括烷烃和烯烃，经深加工可制备优质液体燃料和高附加值化学品，是煤清洁化利用的重要技术之一。

费托合成是强放热反应，因此具有较好的传热的浆态床相对于固定床反应器在低温费托合成反应方面具有明显的优点。但催化剂在浆态床反应器内催化剂较易失活，影响反应的稳定操作；此外催化剂相互间碰撞摩擦十分严重，易产生细粉，影响生成的蜡与催化剂分离，同时影响蜡产品的提质升级。因此，提升耐磨性能和催化性能是浆态床费托合成催化剂研究开发的重点。

专利CN99803102.X和文献(Studies in Surface Science and Catalysis,143,2002,55-65)介绍了一种采用正硅酸乙酯的无水乙醇溶液浸渍氧化铝载体并用该载体制备费托合成催化剂的方法，用来抑制氧化铝载体在水溶液中溶解。采用有机溶剂生产成本较高，大规模生产时安全防护要求更严格。

专利US20090209413和CN101060929公开了一种采用单硅酸水溶液改性氧化铝载体制备费托合成催化剂的方法，采用硅改性氧化铝载体用于浆态床费托合成催化剂可明显提高催化剂的耐磨性能。采用正硅酸乙酯在酸性条件下，低温水解制备成单硅酸，然后再和氧化铝载体反应制备。制备过程复杂，温度控制苛刻。

发明内容

为了克服现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种制备方法简单、活性高、选择性好、耐磨性好的浆态床费托合成催化剂，同时提供该催化剂在费托合成中的应用。

本发明涉及到的内容包括：

一种硅改性的费托合成催化剂，包括含氧化铝的载体、选自铁和/或钴的活性金属组分及助剂硅，以催化剂总量为基准，以元素计的活性金属组分含量为10～60重量％，进一步优选为15～50重量％，载体含量为40～90重量％，进一步优选为50～85重量％；其特征在于，所述催化剂制备方法包括：

(1)将活性金属组分负载到含氧化铝的载体上，然后经干燥、焙烧或不焙烧；

(2)对步骤(1)得到的产物进行还原处理；

(3)将上述步骤(2)得到的产物加入到溶剂中，以混合体系为基准，其中的溶剂含量为50～99重量％；

(4)向步骤(3)的混合体系中加入硅酯和碱性物质进行反应，反应的操作条件包括：温度为0～100℃，时间为0.5～10小时，硅酯的加入量以元素硅计，与载体中氧化铝的重量比为0.003～0.06：1，碱性物质的加入量使得混合体系pH值为8～14；

(5)将反应后的混合体系进行固液分离，对得到的固体进行干燥、焙烧或不焙烧，得到所述催化剂；

其中，步骤(3)～(5)在非氧化性气氛中进行。

同时，本发明还提供了一种费托合成的方法，包括将费托合成气与本发明提供的费托合成催化剂进行接触。