[發(fā)明專利]一種催化劑載體的制備方法及包含其的費(fèi)托合成催化劑

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710282933.8
• 申請(qǐng)日: 2017-04-26
• 公開（公告）號(hào): CN108786777B
• 公開（公告）日: 2022-08-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐龍;王宏賓;李景斌;倪雪梅;任金柱
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 沈陽三聚凱特催化劑有限公司
• 主分類號(hào): B01J21/08
• 分類號(hào): B01J21/08;B01J23/75;B01J32/00;C10G2/00
• 代理公司: 北京三聚陽光知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11250
• 代理人: 閆聰彥

本發(fā)明提供的催化劑載體的制備方法，對(duì)含二氧化硅的多孔材料前驅(qū)體依次進(jìn)行蒸汽處理、酸溶液浸泡及焙燒，不僅提高了載體的孔容，增大了載體的孔徑，同時(shí)有效疏通了孔道，清除了孔道內(nèi)部的雜質(zhì)，增強(qiáng)了載體的散熱能力，避免了局部受熱脹裂的問題；而后再對(duì)載體前驅(qū)體進(jìn)行加濕處理，可使其包含一定量的水分，避免其在浸漬時(shí)迅速吸附水，導(dǎo)致大量熱量產(chǎn)生，從而進(jìn)一步地避免了載體脹裂的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于催化劑技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種催化劑載體的制備方法及包含其的費(fèi)托合成催化劑。

背景技術(shù)

費(fèi)托合成(Fischer-Tropsch synthesis)簡稱F-T反應(yīng)，是煤間接液化技術(shù)之一，其是以合成氣(CO和H₂)為原料在催化劑和適當(dāng)反應(yīng)條件下合成以石蠟烴為主的液體燃料的過程。目前已實(shí)現(xiàn)工業(yè)應(yīng)用的費(fèi)托合成催化劑為鐵基催化劑和鈷基催化劑，其中鈷基費(fèi)托合成催化劑具有高活性、高直鏈飽和重質(zhì)烴選擇性以及低水煤氣變換反應(yīng)等特點(diǎn)得到了廣泛應(yīng)用。

鈷基費(fèi)托合成催化劑一般為負(fù)載型催化劑，通常所用的載體為氧化鋁、二氧化硅、氧化鈦等。而在眾多載體中，二氧化硅因具有高選擇吸附性、耐酸性、耐熱性和耐磨強(qiáng)度，以及較低的表面酸性、較大的比表面積和可控性好等特性，而被廣泛應(yīng)用在費(fèi)托合成催化劑中。但令人遺憾的是，二氧化硅在其吸附過程中會(huì)產(chǎn)生大量的吸附熱，容易造成受熱不均勻，導(dǎo)致局部膨脹甚至發(fā)生破裂，進(jìn)而影響載體的成品率。再者，二氧化硅中還含有大量的羥基，在堿性、比表面較高或金屬負(fù)載量較低的情況下易與活性金屬形成難以被還原的表面化合物硅酸鈷，進(jìn)而降低催化劑的催化活性，為解決這一問題，現(xiàn)有技術(shù)也曾試圖減少二氧化硅載體上的羥基濃度，例如，石利紅等人在“有機(jī)改性二氧化硅及其負(fù)載鈷催化劑的費(fèi)托合成反應(yīng)性能”一文(《催化學(xué)報(bào)》，2007，28(11)：999-1002)中披露了利用甲基對(duì)二氧化硅進(jìn)行改性處理，可以減少二氧化硅表面羥基濃度，但該技術(shù)得到產(chǎn)物C5+以上選擇性較低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于克服現(xiàn)有的二氧化硅載體在吸附過程中容易發(fā)生脹裂、載體內(nèi)部羥基濃度高的缺陷，從而提供一種可有效改善孔結(jié)構(gòu)、避免載體脹裂、減少載體上的羥基數(shù)量、提高載體機(jī)械強(qiáng)度的催化劑載體制備方法及包含由該方法制得的載體的鈷基費(fèi)托合成催化劑。

為此，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)上述目的所采用的技術(shù)方案如下：

一種催化劑載體的制備方法，包括如下步驟：

(1)采用含蒸汽的氣體對(duì)載體前驅(qū)體進(jìn)行改性處理，所述含蒸汽的氣體的溫度為200-300℃、體積空速為100-300h^-1、壓力為5-20Kg/cm³，所述載體前驅(qū)體為含二氧化硅的多孔材料；

(2)將步驟(1)處理后的載體前驅(qū)體浸泡于酸溶液中，待浸泡完成后用去離子水洗滌直至所述載體前驅(qū)體的電導(dǎo)率小于10μS/cm，而后干燥、焙燒；

(3)對(duì)步驟(2)得到的載體前驅(qū)體進(jìn)行加濕處理以使之含水量達(dá)到10～20wt％，即制得所述催化劑載體。

所述含蒸汽的氣體是由蒸汽與空氣按體積比0.5-1的比例混合而成。

步驟(1)的處理時(shí)間為3-6h。

所述酸溶液中的酸濃度為0.1wt％-3wt％，浸泡時(shí)間為3-5h。

步驟(2)中的焙燒溫度為350-450℃、時(shí)間為3-6h。

還包括在步驟(1)之前對(duì)所述載體前驅(qū)體進(jìn)行羥基消除處理的步驟。

所述羥基消除處理步驟具體包括：

將所述載體前驅(qū)體浸泡在偶聯(lián)劑溶液中，并升溫至60-80℃，浸泡3-5h后干燥、焙燒；

其中，所述焙燒的溫度為600-900℃、時(shí)間為4-6h。