[发明专利]一种合成气制清洁调和燃料的催化剂及其制备与应用

权利要求书

1.一种催化剂，表示为Co-X/AC，其特征在于，催化剂活性组分为金属Co、Co₂C中的一种或二种，助剂X为Bi、Cu、Cr、Cd、Re中的一种或二种以上；

催化剂中金属Co的含量为催化剂重量的1～30wt％(优选10～20wt％)，助剂X含量为催化剂重量的0.01～10wt％(优选0.01～5wt％)；

载体AC为杏核活性炭或椰壳活性炭中的一种或二种，粒径为20～200目，比表面积为150～1500m²/g，平均孔径为0.1～15nm，孔容为0.1～2.0mL/g。

2.一种权利要求1所述的催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)活性炭原料先用质量浓度为5％～15％的盐酸溶液煮沸洗涤处理0.5小时以上，再用去离子水煮沸洗涤处理0.5小时以上，然后在383K～403K的空气气氛中烘干12～24小时，粉碎至颗粒20～200目；

(2)用活性组分的可溶性盐中的一种或二种以上、助剂的可溶性盐中的一种或二种以上的水溶液浸渍上述处理后的活性炭载体，浸渍后的催化剂在室温下阴干6～12小时，在323～393K空气条件下烘干8～48小时，制得半干基催化剂前驱体；

(3)半干基催化剂前驱体在氮气、氩气或氦气中的一种或二种以上气氛下，温度373～773K，压力为常压，空速100～3000h^-1，焙烧5～30小时，得到干基催化剂；

(4)干基催化剂在含氢气氛中还原活化，其中含氢气氛为氢气或含氢混合气，含氢气氛中氢气体积含量为10～100％，含氢混合气中的除氢气以外的气体为氮气、氩气或氦气中的一种或二种以上，还原活化温度473～873K(优选603～753K)，压力0.1～3.0MPa(优选0.1～1.0MPa)，空速500～10000h^-1(优选1000～3000h^-1)，还原活化1～100小时，制备得活化催化剂；

(5)活化催化剂还需经H₂/CO混合气进行处理，以达到稳定活性和选择性；所述混合气中H₂/CO摩尔比为0.5～5.0(优选1.0～3.0)，预处理温度为453～573K(优选463～503K)，压力0.1～10.0MPa(优选1.0～6.0MPa)，空速100～10000h^-1(优选1000～5000h^-1)，处理时间1～200小时。

3.按照权利要求2所述的催化剂制备方法，其特征在于：

活性组分的可溶性盐为甲酸钴、乙酸钴、硝酸钴、草酸钴、氯化钴、硫酸钴、柠檬酸钴中的一种或二种以上，其中优选的活性组分的可溶性盐为乙酸钴、硝酸钴、草酸钴中的一种或二种；

助剂X的可溶性盐为金属的甲酸盐、乙酸盐、硝酸盐、氯化物、硫酸盐、柠檬酸盐中的一种或二种以上，其中优选的助剂的可溶性盐为乙酸盐、硫酸盐、硝酸盐中的一种或二种以上。

4.一种权利要求1所述的催化剂在合成气制清洁调和燃料中的应用。

5.按照权利要求4所述的应用，其特征在于：

合成气制清洁调和燃料的反应器形式采用固定床反应器或浆态床反应器，反应条件为温度453～573K(优选463～513K)，压力0.1～7.0MPa(优选1.0～4.5MPa)，空速500～10000h^-1(优选500～4000h^-1)，H₂/CO摩尔比0.5～5.0(优选1.0～3.0)。

6.按照权利要求4或5所述的应用，其特征在于：

原料气(合成气)的进料方式采取连续进料，在催化剂床层连续进行F-T合成反应，反应产生的气体产物和液体产物连续出料，用热罐收集高沸点的重质组分，用冷罐收集低沸点的轻质组分，热罐加热温度维持在373～403K，冷罐温度维持在273～283K。

7.按照权利要求4、5或6所述的应用，其特征在于：

产物中混合醇为碳数1～20的直链伯醇，混合烷烃为碳数1～20的直链烷烃；

产物中C₅₊烃类的选择性在产物中所占比例不低于40％(以碳数计)；

产物中混合醇的选择性在产物中所占比例不低于20％(以碳数计)；

液相产物中C₅₊烃类所占比例不低于70％(以质量计)。