[发明专利]用于合成气费托反应目标产物为C5-12

说明书

本发明公开了一种用于合成气费托反应目标产物为C_5‑12的催化剂及其制备方法；所述催化剂包括活性金属和分子筛，所述分子筛的颗粒大小为0.1～10μm，颗粒上有孔道，孔道的孔径为2～100nm，所述活性金属嵌入到分子筛颗粒的孔道中；所述活性金属包括铁、钴、镍、钼、锌中的一种或多种；所述分子筛包括以下一种或者多种：ZSM‑5、ZSM‑12、Hβ、SAPO‑34、MAPO‑11、MCM‑41；该催化剂的制备方法为固相合成法；使用该催化剂，可以使得在合成气费托反应过中程，目标产物C_5‑12的选择性≥72％；而且催化剂在反应100小时后依然可以保持活性。

技术领域

本发明涉及一种催化剂及其制备方法，具体涉及到一种用于合成气费托反应目标产物为C_5-12的催化剂及其制备方法。

背景技术

随着石油资源的日益枯竭和环境问题的日益严峻，寻找替代能源以及开发清洁能源越来越受到人们的关注，以煤炭为主要能源产生的环境污染问题日益严峻；随着经济和社会的发展，对清洁能源的需求会越来越大；利用费托合成反应将合成气转化为燃料油或者化工原料，所得产物中不含硫、氮以及芳香烃等化合物，可以满足日益严格的环境要求，缓解煤炭利用过程中产生的环境问题；同时也拓展了燃料油来源渠道，可解决石油供给的安全问题。

费托合成是一种将非石油资源转化为清洁燃料的重要技术。由于石油能源的减少和对清洁能源的需求，该反应将混合一氧化碳和氢气转换成长链烷烃、烯烃、氧化物和水；但产物分布受Anderson-Schulz-Flory的限制，对于某些特定的产物难于到达高选择性，因此打破ASF的分布是该工艺的核心。

为提高目标产物的选择性，分子筛的酸性和空间择型特点可以使费托合成初级产物发生裂解、聚合和异构化等二次反应，以提高目标产物的选择性。活性金属是保证转化率，分子筛是保证优异的选择性；不同的分子筛载体具有不同的表面酸碱性和孔道结构，分子筛绝大部分酸中心位于孔道内部；因此费-托合成产物能否接近这些酸中心是它能否进一步裂解或异构化的关键，分子筛孔道结构及其尺寸对选择性控制费-托合成产物分布同样重要。

传统ZSM-5沸石分子筛中仅有的微孔明显影响反应物和产物与活性位点之间的质量传递，这容易导致焦炭的形成和催化剂失活，通过合成具有较大孔径(例如介孔)的分子筛，将具有更好的质量扩散和择形性。

发明内容

本发明要解决的第一个技术问题是提供一种用于合成气费托反应目标产物为C_5-12的催化剂。使用该催化剂，可以使得在合成气费托反应过程中，目标产物C_5-12的选择性≥72％；而且催化剂在反应100小时后依然可以保持活性。

本发明要解决的第二个技术问题是提供一种用于合成气费托反应目标产物为C_5-12的催化剂的制备方法。

为解决上述第一个技术问题，本发明采用如下的技术方案：

一种用于合成气费托反应目标产物为C_5-12的催化剂，包括活性金属和分子筛，所述分子筛的颗粒大小为0.1～10μm，颗粒上有孔道，孔道的孔径为2～100nm，所述活性金属嵌入到分子筛颗粒的孔道中；所述活性金属包括铁、钴、镍、钼、锌中的一种或多种；所述分子筛包括以下一种或者多种：ZSM-5、ZSM-12、Hβ、SAPO-34、MAPO-11、MCM-41。

优选地，所述活性金属占催化剂总质量的1％～40％；更优选地，所述活性金属占总质量分数为2％～30％。

优选地，所述分子筛的SiO₂/Al₂O₃比为20～300；更优选地，所述分子筛的SiO₂/Al₂O₃比为30～200。