[發(fā)明專利]一種含鎂費(fèi)托合成催化劑及其制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200810224466.4
• 申請(qǐng)日: 2008-10-15
• 公開（公告）號(hào): CN101417231A
• 公開（公告）日: 2009-04-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王鵬;門卓武;黃劍薇;劉化章
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 神華集團(tuán)有限責(zé)任公司;中國神華煤制油有限公司;浙江工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): B01J23/78
• 分類號(hào): B01J23/78;C07C1/04
• 代理公司: 北京邦信陽專利商標(biāo)代理有限公司
• 代理人: 王昭林;崔 華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及催化劑領(lǐng)域，具體涉及一種費(fèi)托合成催化劑及其制備方法。

背景技術(shù)

費(fèi)托合成是煤間接液化技術(shù)之一，這種技術(shù)是以合成氣(CO+H₂)為原料在催化劑(主要是鐵基與鈷基)和適當(dāng)反應(yīng)條件下合成以石蠟烴為主的液體燃料的工藝過程。1923年由德國化學(xué)家F.費(fèi)謝爾和H.托羅普施開發(fā)而成，故簡稱費(fèi)托合成或F-T合成技術(shù)。它是以合成氣(CO+H₂)為原料在催化劑和適當(dāng)反應(yīng)條件下合成以石蠟為主的液體燃料的工藝過程。

費(fèi)托合成的催化劑主要分為鐵基催化劑和鈷基催化劑，其中，鐵基催化劑抗硫性能好，轉(zhuǎn)化活性高，特別適用于煤基合成氣費(fèi)托合成。南非薩索爾公司在1955年建成SASOL-1小型費(fèi)托合成油工廠，實(shí)現(xiàn)了煤基合成液體燃料大規(guī)模工業(yè)化。費(fèi)托合成反應(yīng)器可用固定床、硫化床或漿態(tài)床進(jìn)行反應(yīng)，其中，漿態(tài)反應(yīng)床技術(shù)優(yōu)勢較大。為提高合成氣體的轉(zhuǎn)化率，改善產(chǎn)物的選擇性，新型催化劑的研制始終在進(jìn)行。

J.yang?et.Effect?of?magnesium?promoter?on?iron-based?catalystfor?Tischer-Tropsh?synthesis.[J.Mol.cata.A：Chemical?245(2005)26-36)公開了一種含F(xiàn)e、Mg、Cu、K、SiO₂的催化劑，但其甲烷選擇性達(dá)到5.5％～8.5％，CO₂選擇性達(dá)到36.59％～43.37％。然而，現(xiàn)有催化劑在選擇性方面不夠理想，產(chǎn)物中甲烷與二氧化碳較多，長鏈烷烴比例不高；且制備方法較為復(fù)雜，難以實(shí)現(xiàn)工業(yè)要求。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)以上技術(shù)缺陷，本發(fā)明提供一種新的含鎂費(fèi)托合成催化劑及其制備方法。

本發(fā)明所述催化劑的重量比組成為Fe:Mg:Cu:K:SiO₂＝100:0.5-20:0.5-4.9:0.3-15:5-50。本發(fā)明所述催化劑的重量比組成優(yōu)選為Fe:Mg:Cu:K:SiO₂＝100:0.5-10:0.5-4.9:1-8:5-28，且Fe在催化劑中的重量百分含量為52％-89％。

本發(fā)明還涉及所述催化劑的制備方法，可以采用本領(lǐng)域常規(guī)的制備方法制備本發(fā)明所述催化劑。

本發(fā)明所述制備方法包括如下步驟：

(1)將上述比例的硝酸鐵、硝酸鎂用去離子水溶解，以得到Fe含量為9-90g/L的鐵、鎂鹽溶液；

(2)將鐵、鎂鹽溶液與沉淀劑碳酸銨溶液并流生成沉淀，經(jīng)老化后，將得到的沉淀漿料過濾洗滌后得到共沉淀濾餅；

(3)向共沉淀濾餅中加入去離子水打漿，再向漿液中加入SiO₂與K₂O重量比為0.5-5、SiO₂重量濃度為5-50％的含鉀硅溶膠，混合均勻，制得漿液，再加入硝酸銅溶液浸漬，得混合漿料；

(4)將混合漿料進(jìn)行噴霧干燥，得粉體；

(5)對(duì)所得粉體進(jìn)行焙燒。

其中，在本發(fā)明含鎂費(fèi)托合成催化劑制備方法的步驟(1)中，優(yōu)選得到Fe含量為15-75g/L的鐵、鎂鹽溶液。

在本發(fā)明含鎂費(fèi)托合成催化劑制備方法的步驟(2)中，所述沉淀劑碳酸銨溶液的濃度可以采用本領(lǐng)域常用的濃度，而本發(fā)明沉淀劑碳酸銨溶液優(yōu)選為0.5-5mol/L；且沉淀pH值＝4-10，沉淀溫度為50-100℃，沉淀時(shí)間15-50分鐘；進(jìn)一步優(yōu)選為沉淀pH值＝6-8，沉淀溫度為60-85℃；老化時(shí)間為0.3小時(shí)-5小時(shí)。

在本發(fā)明含鎂費(fèi)托合成催化劑制備方法的步驟(3)中，優(yōu)選為含硅鉀溶膠中SiO₂:K₂O重量比為1.2-4；制得漿液的固含量以重量計(jì)為10％-30％；浸漬溫度20-70℃，浸漬時(shí)間10-40min。

在本發(fā)明含鎂費(fèi)托合成催化劑制備方法的步驟(4)中，所述噴霧干燥可以采用本領(lǐng)域常用的噴霧干燥方法進(jìn)行噴霧干燥，但本發(fā)明優(yōu)選采用壓力式噴霧干燥機(jī)進(jìn)行干燥，其中，噴霧干燥熱風(fēng)入口處溫度200-330℃，排風(fēng)口溫度90-190℃。

在本發(fā)明含鎂費(fèi)托合成催化劑制備方法的步驟(5)中，焙燒溫度為280-450℃，所述焙燒時(shí)間為2-8小時(shí)。

本發(fā)明所述含鎂費(fèi)托合成催化劑適于在漿態(tài)床反應(yīng)器中以煤基合成氣生產(chǎn)汽油、柴油、石蠟等產(chǎn)品。