[发明专利]一种催化剂在费托合成反应中的应用

权利要求书

1.一种催化剂在费托合成反应中的应用，其特征在于：该催化剂由载 体以及负载在所述载体上的活性组分 Co 组成，活性组分 Co 元素于载体上的质量负载量为催化剂总质量的 10~35%；所述载体为钴锰 铝尖晶石，构成尖晶石的三类金属分别为 Co、Mn、Al；铝和钴的金属元素摩尔比为 1:0.1~1:5，锰与钴的元素摩尔比为1:1~1:100；

所述载体按下述步骤制备： 1） 将硝酸钴、硝酸铝和金属锰的前驱体以所需的比例加入到乙 醇中，搅拌溶解得到混合溶液； 2） 向步骤 1）得到的混合溶液中加入环氧丙烷，形成凝胶； 3）将步骤 2）得到的凝胶干燥，形成干凝胶； 4）将步骤 3）得到的干凝胶焙烧，制得钴锰铝尖晶石载体；

所述催化剂的制备方法为等体积浸渍法，将含钴化合物配制成水溶液，浸渍载体，老化后，再经干燥并焙烧制得催化剂。

2.按照权利要求1所述的应用，其特征在于，所述催化剂的载体上还负载有金属助剂；所述金属助剂为Pd，Pd的质量占催化剂总质量的0.01%-0.1%，当含有金属助剂时，所述催化剂的制备方法为等体积浸渍法，将含钴化合物配制成水溶液，其中加入Pd 化合物，浸渍载体，老化后，再经干燥并焙烧制得催化剂。

3.按照权利要求1所述的应用，其特征在于，活性组分 Co 元素于载体上的质量负载量为催化剂总质量的 10~25%；所述载体为钴锰 铝尖晶石，构成尖晶石的三类金属分别为Co、Mn、Al；铝和钴的金属元素摩尔比为1:1-1:3，锰与钴的元素摩尔比为1:1-1:30。

4.按照权利要求1所述的应用，其特征在于：所述载体的制备过程中，锰的前驱体为硝酸锰、醋酸锰、碳酸锰、氧化锰中的一种或几种；乙醇的摩尔数为加入金属元素总摩尔数的1~50倍，金属元素为Co、Mn和Al。

5.按照权利要求4所述的应用，其特征在于：乙醇的摩尔数为加入金属元素总摩尔数的20-50倍。

6.按照权利要求1所述的应用，其特征在于：所述载体的制备过程中，环氧丙烷的摩尔数为加入金属的总摩尔数的1-30倍，金属元素为Co、Mn和Al。

7.按照权利要求6所述的应用，其特征在于：所述载体的制备过程中，环氧丙烷的摩尔数为加入金属的总摩尔数的15-30倍。

8.按照权利要求1所述的应用，其特征在于：所述载体的制备过程中，干燥温度为70-90℃，干燥时间为5~20h，所述焙烧温度为500~900℃，焙烧时间为3~12h。

9.按照权利要求2所述的应用，其特征在于：所述含钴化合物为硝酸钴、醋酸钴、碳酸钴中的一种或者几种；Pd化合物为硝酸钯、醋酸钯、碳酸钯中的一种或者几种；所述老化时间为1~10h，干燥温度为80~140℃，干燥时间为5~15h，焙烧温度为400~650℃，焙烧时间为4~8h。

10.按照权利要求1~9任一所述的应用，其特征在于，将其应用于费托合成反应时，所述费托合成催化剂在使用前需经含氢气体还原活化；反应前催化剂采用含氢气体还原，还原条件为：温度200~500℃，含氢气体的压力0.1~1Mpa，体积空速为500~5000h^-1，恒温时间为4~12h；含氢气体中除氢之外的其它气体为Ar气。

11.按照要求1~9任一所述的应用，其特征在于，所述费托合成反应可以在固定床反应器中进行，或也可以在浆态床反应器中进行，所述费托合成的反应条件为：温度185~250℃，压力0.5~5MPa，原料气体积空速为500~10000h^-1，原料气中H₂:CO的摩尔比为1:1~3:1。