[發明專利]用于費托合成的鐵/錳催化劑及其制備方法

無效

• 申請號: 200910003353.6
• 申請日: 2009-01-16
• 公開（公告）號: CN101559372A
• 公開（公告）日: 2009-10-21
• 發明（設計）人: 卞國柱;毛華平;韓暉;叢佩軍
• 申請（專利權）人: 亞申科技研發中心（上海）有限公司;BP國際有限公司
• 主分類號: B01J23/889
• 分類號: B01J23/889;C07C1/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種用于費托合成的鐵/錳催化劑及其制備方法。

背景技術

費托合成是將合成氣(CO+H₂)在催化劑的作用下轉化為碳氫化合物的反應。目前，在費托合成的工業化中，鐵/錳催化劑由于具有較好的活性且能適應較寬的反應溫度范圍而得到廣泛的使用。

由于催化劑組成的微小變化都可能導致催化劑的性能發生很大的變化，為了改善鐵/錳催化劑的一些性能，如改變其對某種產物的選擇性、提升催化劑的活性及延長催化劑的使用壽命等，業界對鐵/錳催化劑的研究一直未曾間斷。

發明內容

本發明實施例一方面提供了一種用于費托合成的含鐵、錳、鉀和銅的催化劑，該催化劑中鐵、錳含量的摩爾比Fe∶Mn大于1∶1且小于2∶1，該催化劑在用于一定條件下的費托合成反應時可在長達一百或近一百小時的時間內維持該反應的CO轉化率大于80％。

進一步地，該催化劑在用于壓力為2.0MPa、溫度為240℃、H₂/CO摩爾比為1.7、空速為2000h^-1的費托合成反應時可在長達一百或近一百小時的時間內維持該反應的CO轉化率大于80％。

本發明實施例的一方面還提供了一種制備鐵/錳催化劑的方法，可用來制作鐵、錳摩爾比Fe∶Mn不同的鐵/錳催化劑，用該方法制作的一組Fe∶Mn分別為9/1、7/3、6/4、5/5、4/6、3/7和2/8的鐵/錳催化劑在分別用于反應條件相同或近似相同的費托合成反應時，用Fe∶Mn為6∶4的催化劑的費托合成反應，其CO轉化率高于用該組催化劑中其他任何一個作催化劑的費托合成反應的CO轉化率。

進一步地，用該方法制作的一組Fe∶Mn分別為9/1、7/3、6/4、5/5、4/6、3/7和2/8的鐵/錳催化劑在分別用于壓力為2.0MPa、溫度為240℃、H₂/CO摩爾比為1.7、空速為2000h^-1的費托合成反應時，用Fe∶Mn為6∶4的催化劑的費托合成反應，其CO轉化率高于用該組催化劑中其他任何一個作催化劑的費托合成反應的CO轉化率。

本發明實施例的另一方面提供了一種制備鐵/錳催化劑的方法。該制備方法中，按鐵、錳摩爾比Fe∶Mn為6∶4的比例配制鐵、錳的前驅體的混合溶液，然后往該混合溶液中加入沉淀劑直至該混合溶液的pH值達到預定值，使該混合溶液發生共沉淀。將共沉淀后的溶液靜置，分離，洗滌，烘干。將烘干后所得的物質在一定溫度下焙燒，再將焙燒后所得的固體物質在碳酸鉀溶液中浸漬并烘干，然后又在硝酸銅溶液中浸漬并烘干，使得烘干后的物質中鉀的質量百分含量≤1％，銅的質量百分含量大致為0.5％。再將該烘干后所得的物質在一定溫度下焙燒，然后壓片、成型。

本發明實施例的另一方面還提供了一種制備鐵/錳催化劑的方法。該制備方法中，按鐵、錳摩爾比Fe∶Mn為6∶4的比例配制鐵、錳的前驅體的混合溶液，然后往該混合溶液中加入絡合劑，攪拌得到膠狀物。將該膠狀物烘干后在一定溫度下分解，再將分解所得的物質在一定溫度下焙燒。將焙燒后所得的固體物質在碳酸鉀溶液中浸漬并烘干，然后又在硝酸銅溶液中浸漬并烘干，使得烘干后所得的物質中鉀的質量百分含量≤1％，銅的質量百分含量大致為0.5％。再將該烘干后所得的物質在一定溫度下焙燒，然后壓片、成型。

本實施例的費托合成鐵/錳催化劑可在長時間內保持一個穩定的高CO轉化活性。

附圖簡介

圖1展示了一種制作費托合成的鐵/錳催化劑的方法。

圖2展示了一種可用于同時評估多種催化劑性能的平行反應系統。

圖3展示了用圖2顯示的方法，以NH₄HCO₃溶液為沉淀劑制得的具有不同鐵、錳摩爾比的催化劑用于費托合成反應時的CO轉化率隨在線時間(即測試的反應時間)的變化。

圖4展示了用圖2顯示的方法，以氨水為沉淀劑制得的具有不同鐵、錳摩爾比的催化劑用于費托合成反應時的CO轉化率隨在線時間的變化。

圖5展示了另一種制作費托合成的鐵/錳催化劑的方法。

圖6展示了以圖5顯示的方法，用乙醇酸-氨水進行溶膠-凝膠處理制得的具有不同鐵、錳摩爾比的催化劑用于費托合成反應時的CO轉化率隨在線時間的變化。

圖7展示了以圖5顯示的方法，用檸檬酸-氨水進行溶膠-凝膠處理制得的具有不同鐵、錳摩爾比的催化劑用于費托合成反應時的CO轉化率隨在線時間的變化。

具體實施方式

實施例一