[發明專利]一種費托合成催化劑及其應用

有效

• 申請號: 201010160486.7
• 申請日: 2010-04-30
• 公開（公告）號: CN102233273A
• 公開（公告）日: 2011-11-09
• 發明（設計）人: 夏國富;侯朝鵬;孫霞;王倩;劉斌;李明豐;聶紅;李大東;吳昊
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司石油化工科學研究院
• 主分類號: B01J23/89
• 分類號: B01J23/89;B01J23/78;C10G2/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 王景朝;龐立志

發明領域

本發明涉及一種費托合成催化劑及其應用，更具體地說涉及一種以含堿金屬和/或堿土金屬組分的氧化鋁為載體的費托合成催化劑及其應用。

背景技術

1923年，Fischer和Tropsch發現了CO和H₂的混合物合成烴類產品的方法。20世紀三十年代，F-T合成(費托合成)最先在德國工業化，后美國、法國、前蘇聯及中國等也建立了類似的合成油廠，二戰后因該路線代價高昂，效益不能與石油競爭而紛紛關閉，只有南非根據本國煤炭資源豐富的國情發展煤制油的F-T合成技術，目前Sasol公司的F-T合成工藝仍在不斷地發展和完善。二十世紀70年代荷蘭Shell公司開始了F-T合成的研究，他們研制的鈷催化劑于1993年在馬來西亞建廠投產。近年來，隨著石油資源的日趨緊張、原油價格的攀升、對燃料要求的逐步苛刻以及煤和天然氣探明儲量的不斷增加，使F-T合成這一領域的研究非常活躍，許多公司在F-T合成上進行了研究開發。

良好的F-T合成催化劑，應該對CO和H₂有吸附活性，對吸附的CO有氫化作用，有助于鏈增長，溫和地促進氫化，同時又不應氫化過強、水煤氣變換過多以及形成非活性碳化物等。F-T合成的第一步是CO和H₂的化學吸附，從結構化學觀點看，具有3d和4f鍵和能級的過渡元素，大多被用作F-T合成催化劑的活性組分。其中關于Ni、Fe、Co、Ru的研究較多。除Ni由于加氫活性太強，使鏈增長幾率太大，主要用于甲烷化，不適合作合成高分子蠟烴催化劑的活性組分外，其余三種金屬催化劑皆可用于F-T合成。而具有商業應用價值的是Co和Fe催化劑，其中由于Co的F-T合成活性高，反應條件溫和，水煤氣變換反應少，性能穩定，壽命更長，因此人們對Co催化劑在研究和應用上進行了更廣泛的研究。

用于F-T的Co催化劑，早期使用無載體的氧化物，如純的鈷氧化物、鈷-鉻氧化物和鈷-鋅氧化物等；后來發現加入氧化釷和氧化鎂，能增加催化劑的活性；目前載體負載的Co催化劑是研究和工業應用的主流。對于F-T合成用Co催化劑，研究者選用了多種助劑對其進行修飾，以期望改善其催化性能。

專利CN89109859和93106465中公開了一種催化劑制備方法和使用方法，該催化劑包括載在氧化鋁載體上的催化活性量的鈷和選自鉑、銥、銠、及其混合物的對負載量還敏感的第二金屬。可添加金屬氧化物助催化劑。

專利CN01810769.9和01810773公開了一種催化劑制備方法和使用方法，該催化劑包括有催化活性量的鈷，其含量為5gCo/100g-70gCo/100g載體，也可以加入Pd和Pt，作為具有增強Co還原能力的摻雜劑。

專利CN01118173公開了一種F-T合成催化劑，為Ln-Co基的負載型催化劑，其中LnO代表一種或一種以上的堿金屬、堿土金屬、過渡金屬或稀土元素氧化物，且所述氧化物和Co相對于載體的擔載量為：Co：1.0-20％重量，LnO：0.1-20％重量。其中Ln代表La、Ce、Mg、Mn、Zr、Ni、K。

專利CN200680022459公開了一種催化劑和制備該催化劑的方法，該催化劑包括5-75wt％負載在氧化載體上的鈷，該氧化載體包括鋁和0.01-20wt％的鋰。該催化劑可用于烴的F-T合成。

專利CN88107330和91104473中公開了一種催化劑制備方法和使用方法，該催化劑包括有催化活性量的鈷，其含量可高達60％(重量)和有催化劑活性量的錸，其含量約為催化劑鈷含量的0.5-50％(重量)，鈷和錸均載于氧化鋁上。催化劑中還可加入堿金屬組分作為助劑。

發明內容

本發明要解決的技術問題是在現有技術的基礎上提供一種性能得到改性的費托合成催化劑及應用該催化劑的費托合成方法。