[发明专利]一种含沸石分子筛的费托合成催化剂及其制备和应用

权利要求书

1.一种用于费托合成反应的催化剂，其特征在于：所述催化剂为合成气转化高选择性制汽油的催化剂；催化剂包括沸石分子筛载体和活性组分Ru。

2.按照权利要求1所述的催化剂，其特征在于：以金属计的Ru的含量为0.1～5wt％，所述载体为沸石分子筛beta。

3.一种按照权利要求1或2所述的含沸石分子筛费托合成催化剂的制备方法，其特征在于，合成步骤如下：

1)beta分子筛的制备

将硅源、铝源、强碱、模板剂、水等混合得到均匀混合物，该混合物中各物质分别以SiO₂、Al₂O₃、M₂O、P、H₂O计的摩尔比为10～100SiO₂:Al₂O₃:0.5～50M₂O:0.5～100T:100～10000H₂O，其中M₂O为碱金属，P为模板剂；上述混合物在室温下搅拌2-20h后，转移至具有聚四氟乙烯内衬的水热合成釜中，水热釜密封后转移至烘箱中，120-250℃下恒温保持36-360h；水热处理后，将水热釜中的固体过滤，用去离子水洗涤3-10次至滤液pH＝6-9，将过滤后的固体于60-150℃烘箱中干燥4-24h，然后在马弗炉中300-800℃空气气氛下焙烧2-12h，即得到beta分子筛；

2)beta分子筛负载Ru催化剂的制备

取0.05-13.52g钌前驱体溶液于10-150ml去离子水中形成均匀溶液，向该溶液中加入载体形成均匀混合物，该混合物中以催化剂为基准，以金属计的Ru的含量为0.1～5wt％；形成的混合物在40-90℃下加热搅拌直至溶剂蒸干，将得到的固体于60-120℃烘箱中干燥4-24h，然后在马弗炉中150-500℃空气气氛中焙烧1-10h，得到beta分子筛负载的Ru催化剂Ru/beta。

4.根据权利要求3所述的催化剂的制备方法，其特征在于：步骤1)中的硅源为气相二氧化硅、硅溶胶、硅酸四乙酯、硅酸钠中的一种或几种；铝源为偏铝酸钠、氢氧化铝、铝粉、硝酸铝中的一种或几种；强碱为氢氧化钠、氧化钠、氢氧化钾、氧化钾中的一种或几种；模板剂为不同分子量的聚二烯二甲基氯化铵溶液(PDADMA)、不同分子量的聚二烯二乙基氯化铵溶液(PDADEA)中的一种或几种；步骤2)中的钌前驱体为RuCl₃·3H₂O、Ru(NO)(NO₃)₃、Ru₂Cl₄(CO)₆、Ru(Ac)₃中的一种或几种。

5.根据权利要求3所述的催化剂的制备方法，其特征在于：步骤1)水热温度为160-220℃，晶化时间为72-120h。

6.根据权利要求3所述的催化剂的制备方法，其特征在于：步骤1)中焙烧温度为400-600℃，时间为3-8h。

7.根据权利要求3所述的催化剂的制备方法，其特征在于：步骤2)中以金属计的Ru的含量为0.5～3wt％。

8.根据权利要求3所述的催化剂的制备方法，其特征在于：步骤2)中蒸发溶剂的温度为50-70℃；焙烧温度为200-350℃，焙烧时间为2-5h。

9.一种按照权利要求1所述的催化剂的应用，其特征在于：反应前对催化剂进行还原预处理，还原温度为100-600℃，优选200-400℃；还原时间为1-10h，优选2-5h；还原可在纯氢气氛中进行，也可在氢气与惰性气体的混合气中进行。

10.按照权利要求9所述的催化剂的应用，其特征在于：催化剂反应评价采用固定床反应器，反应温度150-300℃(优选180-250℃)；反应压力1-5MPa(1.8-2.5MPa)；原料气中H₂与CO的摩尔比为0.5～5(优选0.5～2.5)；气体体积空速500-10000h^-1(优选1200-4000h^-1)。