[发明专利]一种FT合成催化剂及其制备方法和应用及费托合成方法

说明书

一种费托合成催化剂及其应用，该催化剂含有载体和负载在该载体上的活性金属组分钴及稳定剂，其特征在于，先制备负载型钴催化剂，然后对该催化剂进行活化处理，最后进行稳定处理。与现有技术相比，本发明提供催化剂极大地提高了催化剂的稳定性，改善了选择性。

技术领域

本发明是关于一种费托合成催化剂及其制备方法和应用及费托合成方法。

背景技术

随着全球石油资源越来越稀缺，人们对环境保护日益重视，利用煤和天然气等为原料制备清洁燃料和化学品越来越受到人们的重视。费托合成技术是这些煤和天然气清洁利用的关键技术之一。

合成气在催化剂上转化成烃类的费托合成反应的主要产物包括烷烃和烯烃，产品经过深加工可得到优质液体燃料和高附加值化学品。

目前，具有工业应用价值的费托合成催化剂主要有两大类：钴基和铁基。两类催化剂各有优势，可根据反应原料气类型、工艺路线和反应器类型等选择不同类型催化剂。钴基催化剂虽然寿命长于铁基催化剂，但甲烷选择性明显高于铁基催化剂，且随着反应温度的提高而大幅增加，极大地影响了钴基催化剂的催化效率和技术竞争力。而且钴基催化剂成本高于铁基催化剂。因此，提高钴基催化剂的稳定性和寿命也是催化剂开发的目标之一。

US7045554公开了一种通过在反应气中加入0.1ppm～10ppm氧气降低催化剂的失活速率的方法。

Jun等人(Catalysis Communications,2009,10,1358)发现，在氧化铝载体表面用1-2％的P改性，可以提高催化剂的活性和稳定性。但催化剂性能表现较差。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的费托合成催化剂存在的难以兼顾催化活性和稳定性问题，提供一种新的费托合成催化剂，该费托合成催化剂兼具较高的催化活性、选择性和稳定性。

本发明第一方面提供一种费托合成催化剂，该催化剂含有载体和负载在载体上的活性金属组分Co，其特征在于，该催化剂还含有负载在载体上的稳定剂，且至少50重量％的Co以单质形式存在。

本发明第二方面提供了一种费托合成催化剂的制备方法，该方法包括以下步骤：

(1)将钴的可溶性盐以及选择性含有的助剂的可溶性盐负载到催化剂载体上，然后干燥焙烧；

(2)将步骤(1)所得焙烧后的产物进行还原活化；

(3)在稳定化反应条件下，将步骤(2)还原活化后的产物与稳定剂接触，进行稳定化处理。

本发明还提供了由上述方法制得的费托合成催化剂及其在费托合成反应中的应用。

本发明再一方面还提供了一种费托合成方法，该方法包括在催化剂存在和费托合成反应条件下，使CO和H₂接触发生费托合成反应，其特征在于，所述催化剂为上述费托合成催化剂。

与现有技术相比，本发明提供的催化剂极大地提高了钴的利用率(相同Co含量下催化剂的活性提高、寿命延长)、催化剂的稳定性和催化性能，可适用于微通道、浆态床等多种反应器。例如，对比例2制得的催化剂的相对活性为1.03，甲烷选择性为7.4％，C5+选择性为85.7％，反应10天的相对活性为0.68；而本发明实施例1制得的催化剂在相同的活性金属组分含量和相同的测试条件下，催化剂的相对活性为1.25，甲烷选择性为6.5％，C5+选择性为88.8％，反应10天的相对活性为1.17。由此可见，本发明提供的催化剂具有明显更高的催化活性、C5+产品选择性和活性稳定性。

具体实施方式

在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。