[發明專利]一種鐵基費托合成催化劑及其制備方法和應用以及合成氣經費托合成制烴化合物的方法

有效

• 申請號: 201610326098.9
• 申請日: 2016-05-17
• 公開（公告）號: CN107376922B
• 公開（公告）日: 2021-02-09
• 發明（設計）人: 常海;田博;劉慶華;徐文強;李加波;門卓武;胡云劍;呂毅軍;武鵬
• 申請（專利權）人: 神華集團有限責任公司;北京低碳清潔能源研究所
• 主分類號: B01J23/78
• 分類號: B01J23/78;C10G2/00
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 嚴政;劉兵

1.一種鐵基費托合成催化劑的制備方法，包括：

（1）將按比例含有鐵鹽和銅鹽的第一水溶液、按比例含有鈉鹽和鉀鹽的第二水溶液，與有機弱酸溶液混合進行共沉淀反應，得到沉淀漿料；所述第二水溶液中，鈉鹽與鉀鹽的摩爾比為1：1以下；

（2）將所述沉淀漿料進行抽濾得到沉淀濾餅，所述沉淀濾餅不進行洗滌；將所述沉淀濾餅與水混合得到漿液；將所述漿液與硅源按比例混合，得到催化劑前體漿料；

（3）將所述催化劑前體漿料依次進行干燥、焙燒，得到鐵基費托合成催化劑；

所述有機弱酸溶液的濃度為0.5mol/L以下，所述有機弱酸選自C₂～C₆的脂肪族羧酸；

所述鉀鹽選自碳酸鉀、碳酸氫鉀和/或硅酸鉀；

所述鈉鹽選自碳酸鈉、碳酸氫鈉和/或硅酸鈉；

所述硅源選自硅溶膠和/或硅酸。

2.根據權利要求1所述的方法，其中，所述有機弱酸溶液以溶質計，所述第一水溶液以Fe計，所述有機弱酸溶液與所述第一水溶液的重量比為（0.01～30）：100。

3.根據權利要求1所述的方法，其中，所述有機弱酸為草酸、乙酸、蘋果酸、酒石酸和檸檬酸中的至少一種。

4.根據權利要求1所述的方法，其中，所述共沉淀反應的pH值為5.5～9.5，所述共沉淀反應的溫度為55～90℃。

5.根據權利要求1所述的方法，其中，除去抽濾時，隨濾液流失的鹽外，鐵鹽、銅鹽、鈉鹽、鉀鹽和硅源的加入量滿足：Fe：Cu：K：Na：SiO₂的重量比為100：（0.1～7）：（0.7～7）：（0.01～0.7）：（5～27）。

6.根據權利要求1-5中任意一項所述的方法，其中，所述鐵鹽和銅鹽選自硝酸鹽、氯化物、碳酸鹽、碳酸氫鹽、銨鹽、硫酸鹽、有機鹽或它們的任意混合物。

7.根據權利要求6所述的方法，其中，所述第二水溶液中的鉀鹽包含硅酸鉀作為補充硅源，所述第二水溶液中的鈉鹽包含硅酸鈉作為補充硅源。

8.一種由權利要求1-7中任意一項所述的方法制得的鐵基費托合成催化劑，該催化劑的組成滿足Fe：Cu：K：Na：SiO₂的重量比為100：（0.1～7）：（0.7～7）：（0.01～0.7）：（5～27）。

9.一種權利要求8所述的鐵基費托合成催化劑在合成氣制備烴化合物中的應用。

10.一種合成氣經費托合成制烴化合物的方法，包括：

（a）在還原氣氛下，將權利要求8所述的鐵基費托合成催化劑在180～280℃、0.01～2.8MPa表壓下進行還原反應1～48h；得到還原態活化催化劑；

（b）在所述還原態活化催化劑存在下，將含有CO和H₂的合成氣在溫度為210～290℃、表壓壓力為1.2～2.8MPa下進行費托合成反應，其中，所述合成氣中H₂與CO的摩爾比值為0.5～3.5，所述合成氣的空速為2～14NL/g-cat·h。