[發(fā)明專利]一種催化劑及其制備方法和費(fèi)托合成方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200810240548.8
• 申請(qǐng)日: 2008-12-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101757952A
• 公開(kāi)（公告）日: 2010-06-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫霞;侯朝鵬;夏國(guó)富;王倩;劉斌;李明豐;聶紅;李大東;石亞華;胡志海
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)石油化工股份有限公司;中國(guó)石油化工股份有限公司石油化工科學(xué)研究院
• 主分類號(hào): B01J35/02
• 分類號(hào): B01J35/02;B01J23/74;C07C1/04;C10G2/00
• 代理公司: 北京潤(rùn)平知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11283
• 代理人: 劉國(guó)平;顧映芬

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明是關(guān)于一種催化劑及其制備方法，特別是關(guān)于一種具有內(nèi)核-外 層結(jié)構(gòu)的費(fèi)托合成催化劑及其制備方法和費(fèi)托合成方法。

背景技術(shù)

費(fèi)托合成反應(yīng)是一個(gè)氣-固-液多相反應(yīng)體系，在固定床反應(yīng)器中，催化 劑的顆粒直徑一般為幾個(gè)mm，因此，擴(kuò)散控制對(duì)催化活性的影響難以避免。 而由費(fèi)托合成得到的重質(zhì)石蠟通常以液態(tài)、汽溶膠或漿態(tài)形式負(fù)載在催化劑 表面，對(duì)反應(yīng)物H₂和CO在催化劑顆粒內(nèi)部的擴(kuò)散產(chǎn)生影響。在反應(yīng)物的 內(nèi)擴(kuò)散過(guò)程中，H₂的擴(kuò)散速度比CO快，CO在催化劑顆粒內(nèi)的擴(kuò)散限制作 用明顯強(qiáng)于H₂。因顆粒的粒徑不同，導(dǎo)致了顆粒內(nèi)部CO濃度梯度的差異， 影響了CO與金屬活性中心位的結(jié)合，使得在活性中心上吸附的H/C比增大， 碳鏈增長(zhǎng)幾率降低，降低了C⁵⁺的選擇性。

CN1988952A公開(kāi)了一種用于加氫脫硫反應(yīng)的分層催化劑，包含內(nèi)核和 粘合到內(nèi)核上并且含有其上負(fù)載有至少一種選自鈷、鎳、鉬和鎢的金屬組分 的難熔無(wú)機(jī)氧化物的外層。根據(jù)該發(fā)明，當(dāng)內(nèi)核是由難熔無(wú)機(jī)氧化物所組成 時(shí)，外層難熔無(wú)機(jī)氧化物必須不同于內(nèi)層難熔氧化物，并且，內(nèi)層難熔無(wú)機(jī) 氧化物相對(duì)于外層難熔無(wú)機(jī)氧化物對(duì)催化金屬前體具有更低的吸附能力。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中，費(fèi)托反應(yīng)催化劑選擇性差的問(wèn)題， 提供一種選擇性好的具有內(nèi)核-外層結(jié)構(gòu)的催化劑。

本發(fā)明提供了一種催化劑，該催化劑包括內(nèi)核和外層，所述內(nèi)核為第一 催化劑載體，所述外層覆著在所述內(nèi)核上，所述外層含有第二催化劑載體和 負(fù)載在所述第二催化劑載體上的活性金屬組分，其中，所述第一催化劑載體 和所述第二催化劑載體的材料相同。

本發(fā)明提供了一種催化劑的制備方法，該方法包括用第一催化劑載體粉 末和/或第一催化劑載體前身物粉末制備內(nèi)核，將負(fù)載有活性金屬組分的化合 物的第二催化劑載體粉末和/或第二催化劑載體前身物粉末包覆在內(nèi)核上，然 后進(jìn)行干燥和焙燒，其中，所述第一催化劑載體粉末和/或第一催化劑載體前 身物粉末與所述第二催化劑載體粉末和/或第二催化劑載體前身物粉末的材 料相同。

本發(fā)明提供了一種費(fèi)托合成方法，該方法包括將合成氣在催化劑存在的 條件下合成液態(tài)燃料，其中，所述催化劑為本發(fā)明提供的催化劑。

在現(xiàn)有的分層催化劑中，內(nèi)核和外層為不同的載體材料，由于兩者在熱 性能上存在差異，導(dǎo)致焙燒后催化劑載體內(nèi)核外層結(jié)合不緊密，容易產(chǎn)生掉 皮的現(xiàn)象。另外，現(xiàn)有分層催化劑的制備方法是：在制得分層催化劑載體之 后，通過(guò)普通浸漬的方法將金屬活性組分負(fù)載至催化劑載體上，這樣，在浸 漬時(shí)，金屬活性組分容易向內(nèi)層遷移。而本發(fā)明提供的催化劑具有緊密結(jié)合 的內(nèi)核-外層結(jié)構(gòu)，且內(nèi)核基本上沒(méi)有活性金屬組分，因此催化劑的選擇性 高，特別適合用于以生產(chǎn)中、重質(zhì)鏈烷烴為目的的費(fèi)托合成反應(yīng)。

除了費(fèi)托合成反應(yīng)催化劑，本發(fā)明提供的催化劑及其制備方法還可以適 用于其他反應(yīng)，如加氫脫硫反應(yīng)、苯酐氧化反應(yīng)等。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明提供的催化劑包括內(nèi)核和外層，所述內(nèi)核為第一催化劑載體，所 述外層包覆在所述內(nèi)核上，所述外層含有第二催化劑載體和負(fù)載在所述第二 催化劑載體中的活性金屬組分，其特征在于，所述第一催化劑載體和所述第 二催化劑載體的材料相同。

其中，所述內(nèi)核的直徑可以為1-6mm，優(yōu)選為1.5-4mm，所述外層的厚 度可以為0.05-3mm，優(yōu)選為0.1-1.5mm。殼層厚度可以采用將球剖開(kāi)后用游 標(biāo)卡尺沿催化劑半徑方向測(cè)量或用配置EDAX-9100型X射線能譜儀的S- 4700型掃描電鏡沿催化劑半徑方向進(jìn)行剖面組分分析并測(cè)量。

其中，所述活性金屬組分可以根據(jù)需要的反應(yīng)進(jìn)行選擇。本領(lǐng)域技術(shù)人 員可以根據(jù)反應(yīng)的類型選擇適當(dāng)?shù)幕钚越饘俳M分的種類和含量。一般情況 下，以催化劑的總重量為基準(zhǔn)，活性金屬組分的含量可以為1-80重量％， 優(yōu)選為1-60重量％，進(jìn)一步優(yōu)選為5-50重量％。