[發(fā)明專利]用于費(fèi)托合成的鐵基催化劑及其制備方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910003359.3
• 申請(qǐng)日: 2009-01-16
• 公開（公告）號(hào): CN101537359A
• 公開（公告）日: 2009-09-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 卞國柱;毛華平;韓暉;叢佩軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 亞申科技研發(fā)中心（上海）有限公司;BP國際有限公司
• 主分類號(hào): B01J23/889
• 分類號(hào): B01J23/889;C07C1/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

【技術(shù)領(lǐng)域】

本發(fā)明涉及一種用于費(fèi)托合成的鐵基催化劑及其制備方法。

【背景技術(shù)】

費(fèi)托合成是指將合成氣(CO+H₂)轉(zhuǎn)化為碳?xì)浠衔锏暮铣煞磻?yīng)。這其中催化劑的選用，是決定合成氣能否高效率的轉(zhuǎn)化為碳?xì)浠衔锏年P(guān)鍵因素，也即是其能否實(shí)現(xiàn)工業(yè)化的關(guān)鍵因素。經(jīng)過業(yè)界多年的研究，鐵基催化劑由于其具有較好的活性且能適應(yīng)較寬的反應(yīng)溫度范圍，使得其在費(fèi)托合成的工業(yè)化中得到廣泛的使用。

由于催化劑制備過程中的微小變化都可能導(dǎo)致催化劑的性能發(fā)生很大的變化，為了改善鐵基催化劑的一些性能，如改變其對(duì)某種產(chǎn)物的選擇性、提升催化劑的活性及延長(zhǎng)催化劑的使用壽命等，業(yè)界對(duì)鐵基催化劑的研究一直未曾間斷。

【發(fā)明內(nèi)容】

本發(fā)明涉及的一方面是提供一種用于費(fèi)托合成的含有鐵、錳、鉀、銅元素的鐵基催化劑的制備方法。其中一個(gè)實(shí)施方案包括有以下步驟：

將含鐵、錳的硝酸鹽溶液與pH值為中性或弱酸性的乙醇酸銨或檸檬酸銨溶液混合，得到混合漿料；

干燥所述漿料，并得到其物理分解物；

焙燒所述分解物；

將所述焙燒后得到的物質(zhì)浸漬于預(yù)定濃度的碳酸鉀溶液中，經(jīng)過預(yù)定時(shí)間后，對(duì)其干燥處理，得到干燥物；

將所述干燥物浸漬于預(yù)定濃度的硝酸銅溶液中，經(jīng)過預(yù)定時(shí)間后，對(duì)其干燥處理，得到催化劑樣品的前驅(qū)體；

焙燒所述催化劑前驅(qū)體。

本發(fā)明涉及的又一方面是提供一種應(yīng)用上述催化劑制備方法制備得到的用于費(fèi)托合成的鐵基催化劑。其中一個(gè)實(shí)施方案中，該鐵基催化劑包括有鐵、錳、鉀及銅元素，其中鉀元素的含量大約為1wt％，銅元素的含量大約為0.5wt％。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，使用本發(fā)明涉及的催化劑樣品制備方法制備出的催化劑樣品在費(fèi)托合成應(yīng)用中具有較高的CO轉(zhuǎn)化率及較低的CO₂選擇性。

【附圖說明】

圖1為本發(fā)明涉及的催化劑樣品制備流程圖；

圖2為本發(fā)明涉及的進(jìn)行催化劑實(shí)驗(yàn)的平行反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明涉及的使用乙醇酸制備得到的催化劑樣品的實(shí)驗(yàn)結(jié)果圖，其中使用的催化劑的還原溫度為270℃；

圖4為本發(fā)明涉及的使用乙醇酸制備得到的催化劑樣品的實(shí)驗(yàn)結(jié)果圖，其中使用的催化劑的還原溫度為300℃；

圖5為本發(fā)明涉及的使用乙醇酸制備得到的催化劑樣品在不同H₂/CO條件下的實(shí)驗(yàn)結(jié)果圖；

圖6為本發(fā)明涉及的使用檸檬酸制備得到的催化劑樣品的實(shí)驗(yàn)結(jié)果圖，其中使用的催化劑的還原溫度為270℃；

圖7為本發(fā)明涉及的使用檸檬酸制備得到的催化劑樣品的實(shí)驗(yàn)結(jié)果圖，其中使用的催化劑的還原溫度為300℃；

圖8為本發(fā)明涉及的使用檸檬酸制備得到的催化劑樣品在不同H₂/CO條件下的實(shí)驗(yàn)結(jié)果圖；

圖9為本發(fā)明涉及的使用檸檬酸制備得到的催化劑樣品又一實(shí)驗(yàn)結(jié)果圖；

圖10為本發(fā)明涉及的使用檸檬酸制備得到的催化劑樣品在不同反應(yīng)溫度下的實(shí)驗(yàn)結(jié)果圖；

圖11為本發(fā)明涉及的使用檸檬酸制備得到的催化劑樣品在不同還原溫度下的實(shí)驗(yàn)結(jié)果圖。

【具體實(shí)施方式】

本發(fā)明涉及的一方面是提供一種使用溶膠-凝膠(Sol-Gel)的方法，來制備用于費(fèi)托合成的含有鐵、錳、銅及鉀的鐵基催化劑，其中在溶膠-凝膠步驟中應(yīng)用乙醇酸或是檸檬酸與氨水混合來準(zhǔn)備pH值為中性或弱酸性的乙醇酸銨或是檸檬酸銨溶液。進(jìn)一步的，涉及的制備得到的催化劑樣品包括的鐵、錳元素含量的摩爾比可以在9∶1～2∶8范圍內(nèi)變化，而鉀和銅的含量則分別大約為1wt％和0.5wt％。

在一個(gè)例子中，如圖1所示，一種本發(fā)明涉及的用于制備費(fèi)托合成的含有鐵、錳、銅及鉀的鐵基催化劑的方法100，其包括有以下步驟：應(yīng)用乙醇酸或檸檬酸的Sol-Gel步驟115、干燥及分解步驟120、第一次焙燒處理步驟125、鉀元素浸漬處理及干燥步驟130、銅元素浸漬處理及干燥步驟135、第二次焙燒處理步驟140及壓片破碎步驟145等。其中Sol-Gel步驟110包括有溶液準(zhǔn)備步驟105及溶液混合靜置步驟110。其中溶液準(zhǔn)備步驟105中，至少有一種溶液是使用到乙醇酸或檸檬酸的。