[發明專利]費歇爾-托羅普希合成用催化劑以及烴類的制備方法有效

申請號：	200980124166.1	申請日：	2009-05-15
公開（公告）號：	CN102076413A	公開（公告）日：	2011-05-25
發明（設計）人：	佐藤一仁;中靜茂德	申請（專利權）人：	克斯莫石油株式會社
主分類號：	B01J27/232	分類號：	B01J27/232;C10G2/00
代理公司：	北京天昊聯合知識產權代理有限公司 11112	代理人：	丁業平;張天舒
地址：	日本***	國省代碼：	日本;JP
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摘要：
搜索關鍵詞：	費歇爾托羅普希合成催化劑以及制備方法
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【說明書】：

技術領域

本發明涉及費歇爾-托羅普希合成用催化劑、以及使用該催化劑來制備烴的方法，其中所述費歇爾-托羅普希合成用催化劑用于由含有氫氣和一氧化碳作為主要成分的混合氣體(下文中稱為“合成氣”)來制備烴。更具體而言，本發明涉及含有載體的催化劑，該載體含有碳酸錳作為主要成分，其中該載體中引入有對費歇爾-托羅普希反應具有活性的金屬(下文中稱為“FT活性金屬”)；并且本發明還涉及通過使合成氣與該催化劑相接觸以制備諸如石腦油、煤油和蠟之類的烴類的方法。

背景技術

作為由合成氣來合成烴類的方法，人們熟知的有費歇爾-托羅普希反應、甲醇合成反應、含氧C₂(乙醇、乙醛等)合成反應等。并且已知費歇爾-托羅普希反應的進行需要借助于含有鐵族元素(例如，鐵、鈷和鎳)或鉑族元素(例如，釕等)作為活性金屬的催化劑；甲醇合成反應的進行需要借助于銅系催化劑；含氧C₂合成反應的進行需要借助于銠系催化劑(例如，參見非專利文獻1)。

順帶提及，近年來，從大氣環境保護的角度來看，人們愈加需要低硫含量的柴油，可以認為這種趨勢今后會更為強烈。此外，從原油資源有限的角度、或者從能源安全的角度來看，需要開發石油替代燃料，并且可以認為今后這種開發需求會愈加強烈。作為回應這些需求的技術，有這樣的GTL(gas?to?liquids)技術，其能夠由天然氣(主要成分：甲烷)合成諸如煤油和柴油之類的液態燃料，據說已證實經能量換算，天然氣的儲量與原油相當。

天然氣不含硫成分；或者即使其含有硫成分，該硫成分也為易于脫硫化的硫化氫(H₂S)等，因此，所獲得的諸如煤油和柴油之類的液態燃料基本不含硫成分，并具備可用作具有高十六烷值的高性能柴油的優點。因此，目前這種GTL技術受到愈來愈多的關注。

作為上述GTL技術的一部分，人們積極研究了通過費歇爾-托羅普希反應(下文簡稱為“FT反應”)從而由合成氣而制備烴類的方法(下文稱為“FT法”)。在這種FT法中，為了提高烴類的產率，可以認為，使用具有優異性能的催化劑是有效的，這種催化劑的烴制造能力(即，活性)高、氣態成分的生成較少，并且可在長時間內穩定地表現出活性。

這樣，迄今為止人們提出了多種用于FT反應的催化劑。例如，提出了這樣一種催化劑，其中諸如鈷和鐵之類的FT活性金屬被負載于由(例如)氧化鋁、氧化硅、氧化硅-氧化鋁、氧化鈦等制成的金屬氧化物載體上(例如，參見專利文獻1、專利文獻2和專利文獻3)。此外，作為目標為對烯烴具有高選擇性的催化劑，有人提出了釕系催化劑，例如：其中將釕負載于氧化錳載體上的催化劑；進一步向這種負載有釕的催化劑上加入第三種成分后的催化劑等(例如，參見專利文獻4和專利文獻5)。

盡管在使用這些常規提議的催化劑的FT方法中，這些催化劑表現出了相應的對烯烴的優異選擇性以及相應的催化活性，但是人們需要進一步提高催化活性。一般而言，催化劑的活性越高，則相對于每單位重量催化劑，所需產物的產率越高。因此，用以獲得相同量的所需產物而需要的催化劑的用量得以降低，進而可實現反應器等的小型化，這樣可預計催化劑費用或裝置費用會降低。此外，關于FT反應用催化劑，有利的是，產物中所形成的氣體成分(如，甲烷等)較少，而諸如煤油和柴油之類的有用的液態烴的產率較高。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：美國專利No.5,733,839

專利文獻2：美國專利No.5,545,674

專利文獻3：歐洲專利No.0167215

專利文獻4：日本JP-B-3-70691

專利文獻5：日本JP-B-3-70692

非專利文獻

非專利文獻1：“C1?Chemistry”，日本催化劑學會編，講談社，1984年4月1日，第25頁

發明內容

本發明要解決的問題

鑒于上述傳統情況，本發明的一個目的是提供一種用于FT合成的催化劑，這種催化劑在FT法中具有高的CO轉化率、以及較少的氣態成分生成量，并且能夠穩定地進行FT合成反應并提高烴的產率；本發明的目的還包括提供一種利用該催化劑來制備烴類的方法。