[發(fā)明專利]一種催化劑前體的制備方法及其應(yīng)用

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201710096261.1
• 申請日: 2017-02-22
• 公開（公告）號: CN108452794A
• 公開（公告）日: 2018-08-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 姜惠敏
• 申請（專利權(quán)）人: 海門市瑞泰紡織科技有限公司
• 主分類號: B01J23/30
• 分類號: B01J23/30;B01J37/02;B01J37/08;B01J37/16;C10G2/00
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本發(fā)明公開了一種催化劑前體的制備方法及其應(yīng)用。所述催化劑前體的制備方法包括：將催化劑載體材料與含鎢化合物接觸，以得到含鎢催化劑載體材料；將所述含鎢催化劑載體材料在950～1500℃的溫度煅燒，以得到改性催化劑載體；以及將活性催化劑組分的前體化合物引入到所述改性催化劑載體之上和/或之中，從而得到催化劑前體。本發(fā)明通過重復(fù)浸漬，部分干燥以及煅燒，以實(shí)現(xiàn)催化劑載體上的前體化合物的更高負(fù)載；以及其工藝流程簡單，原料成本低且易于得到，適合大規(guī)模的生產(chǎn)制造。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種催化劑，特別涉及一種催化劑前體的制備方法及其應(yīng)用。

背景技術(shù)

在存在費(fèi)-托催化劑的情況下，從氫和一氧化碳合成烴類通常稱為費(fèi)-托（FT）合成。FT合成形成天然氣合成油、煤制油和生物質(zhì)液化的一部分，其中，天然氣、煤和生物質(zhì)通常分別被三步驟加工的方式轉(zhuǎn)化成液態(tài)烴。三個(gè)加工步驟通常是：(i)分別從天然氣、煤或者生物質(zhì)生產(chǎn)包含氫和一氧化碳的混合物的合成氣體（“合成氣”），(ii)通過FT合成的方式將合成氣轉(zhuǎn)化成蠟狀烴類或合成原油，以及(iii)氫化裂解或者氫化處理的步驟將蠟狀合成原油轉(zhuǎn)化成液體運(yùn)輸燃料，例如柴油、汽油、噴氣燃料以及石腦油。

在所述FT合成的步驟(ii)中，CO和H₂形式的合成氣與FT合成催化劑在FT合成條件下接觸，生產(chǎn)蠟狀烴類。常用于低溫FT（LTFT）合成的一種類型的催化劑包含在催化劑載體（例如氧化鋁、二氧化硅、氧化鈦或氧化鎂等）上的活性催化劑組分（例如Co）。

在FT合成過程中，生產(chǎn)的蠟狀烴類產(chǎn)物被來自載體（例如氧化鋁）以及活性催化劑組分（例如Co）的超細(xì)微粒物污染。這導(dǎo)致昂貴的活性催化劑組分損失，以及上文步驟(iii)中所述的下游過程被載體和活性催化劑組分的超細(xì)顆粒污染。相信所述蠟狀產(chǎn)物的污染是由于以下一個(gè)或兩個(gè)原因的結(jié)果：(a)在催化劑載體和活性催化劑組分的水性浸漬過程中（催化劑的制備過程中）催化劑載體溶出，這可能導(dǎo)致塊載體材料的沉淀以及被載體材料的物理粘結(jié)無定形層涂覆，在上面沉積活性催化劑組分。所述無定形層不夠牢固，并導(dǎo)致FT合成過程中活性催化劑組分富集超細(xì)顆粒的移位和洗脫，以及(b)FT合成催化劑易受到現(xiàn)實(shí)FT合成條件所固有的水熱攻擊的影響。對于暴露和未保護(hù)的載體材料的此類水熱攻擊會導(dǎo)致蠟狀烴類產(chǎn)物被富集了活性催化劑組分的超細(xì)顆粒物質(zhì)污染；現(xiàn)有技術(shù)揭示了用改性組分來改性FT合成催化劑載體，以降低催化劑載體在水性環(huán)境（包括水熱攻擊）中的溶出，從而降低富集了活性催化劑組分的超細(xì)顆粒污染蠟狀烴類產(chǎn)物的負(fù)面影響。這些文獻(xiàn)著眼于Si作為改性組分，但是還涉及了大量其他改性組分，例如Zr、Ti、Cu、Zn、Mn、Ba、Co、Ni、Na、K、Ca、Sn、Cr、Fe、Li、Tl、Mg、Sr、Ga、Sb、V、Hf、Th、Ce、Ge、U、Nb、Ta、W和La。催化學(xué)報(bào)(Journal ofCatalysis)（92,1-10(1985)）揭示了用鎢改性的氧化鋁。

如今現(xiàn)有研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)用鎢代替硅來改性催化劑載體時(shí)，甚至進(jìn)一步降低了載體的溶解性。更令人驚訝的是，還發(fā)現(xiàn)當(dāng)含鎢載體在高于900℃的溫度煅燒時(shí)，由鎢改性載體制備的FT合成催化劑或載體的溶解性甚至能進(jìn)一步降低至可接受的水平。還出人意料地發(fā)現(xiàn)，在至少部分情況下，相比于由未改性載體制造的催化劑，由鎢改性載體制備的催化劑的FT合成活性得到了提升。

當(dāng)用Si改性催化劑載體時(shí)，在用活性金屬組分（例如Co）浸漬之前，在約500℃的溫度進(jìn)行含二氧化硅載體的煅燒。該溫度低于本發(fā)明設(shè)定的煅燒溫度，即大于900℃。因此，本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，當(dāng)在高于煅燒此類改性載體常用的約500℃的煅燒溫度的溫度下煅燒二氧化硅改性載體時(shí)，在較高溫度煅燒的改性載體的溶解性高于約500℃時(shí)的溶解性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的主要目的在于提供一種催化劑前體的制備方法及其應(yīng)用，以克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。

為實(shí)現(xiàn)前述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案包括：