[發(fā)明專利]含鈷催化劑及其制備方法和應用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710972762.1
• 申請日: 2017-10-18
• 公開（公告）號: CN109675620B
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發(fā)明（設計）人: 吳玉;晉超;孫霞;夏國富;張榮俊;李學鋒;曾雙親;李明豐
• 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: B01J31/02
• 分類號: B01J31/02;B01J31/26;B01J31/28;C10G2/00;C01B3/32
• 代理公司: 北京潤平知識產(chǎn)權代理有限公司 11283
• 代理人: 劉國平;顧映芬

本發(fā)明涉及含鈷催化劑領域，公開了含鈷催化劑及其制備方法和應用。該含鈷催化劑包括無機組分a和包裹無機組分a的有機組分b；該催化劑滿足以下關系：W_b/(ρ_b×W_a×R_a)＝0.3～1；δ＝ρ_a/(ρ_ab×W_a)–1，δ值不大于0.1；其中，以該催化劑的總量為基準，無機組分a的質(zhì)量分數(shù)為W_a，有機組分的質(zhì)量分數(shù)為W_b；無機組分a的吸水率為R_a，無機組分a的堆密度為ρ_a，有機組分b的密度為ρ_b，該催化劑的堆密度為ρ_ab。可以有效地保護含鈷催化劑的活性，實現(xiàn)含鈷催化劑在空氣中長期保存，且可以直接填裝在反應器中進行費托合成或醇化合物水蒸汽重整制氫反應，無需預活化步驟。

技術領域

本發(fā)明涉及含鈷催化劑保存領域，具體涉及含鈷催化劑及其制備方法和應用。

背景技術

隨著全球石油資源越來越稀缺，人們對環(huán)境保護的日益重視，利用煤和天然氣等為原料制備清潔燃料和化學品越來越受到人們的重視。費托合成技術是這些煤和天然氣清潔利用的關鍵技術之一。

合成氣在催化劑上轉(zhuǎn)化成烴類的費托合成反應的主要產(chǎn)物包括烷烴和烯烴，產(chǎn)品經(jīng)過深加工可得到優(yōu)質(zhì)液體燃料和化學品。

目前，具有工業(yè)應用價值的費托合成催化劑主要有兩大類，鈷基和鐵基。兩類催化劑各有優(yōu)勢，可根據(jù)反應原料氣類型、工藝路線和反應器類型等選擇不同類型催化劑。

鈷基催化劑大多在遠離催化反應裝置的催化劑生產(chǎn)廠進行，催化劑活化往往在催化反應裝置上原位進行，或在反應裝置附件的活化反應器內(nèi)活化后直接加入反應器內(nèi)。原位活化需要擠占大量反應器運行，影響生產(chǎn)能力和經(jīng)濟效益。此外估計催化劑的還原活化溫度高于使用溫度，直接使用活化后催化劑可以降低反應器選材等級并減少投資。如能直接裝填活化后催化劑直接使用可大大提高整體效益。

活化后的鈷催化劑以金屬態(tài)存在，接觸空氣后極易發(fā)生氧化自燃等現(xiàn)象，因此有些公司將活化后的催化劑封裝在特定大小的蠟薄片中，然后運輸?shù)侥康牡亍５灡∑庋b的催化劑往往顆粒尺寸變大無法直接裝填入固定床或微通道等反應器直接使用。

CN103153459A公開了一種用于加工、存儲、運輸以及有效地利用的費-托催化劑的制備方法，包括步驟：用在第一浸漬步驟中能夠與氧化鋁形成尖晶石相的選自鎳和鋅的二價金屬源浸漬主要含有氧化鋁的多孔載體材料，并在900-1500℃的溫度下煅燒浸漬的多孔載體材料，以形成含有尖晶石相的改性氧化鋁載體；用作為催化活性該材料的鈷源浸漬改性氧化鋁載體，煅燒浸漬的改性載體材料；通過在高達600℃的溫度下用還原性氣體處理經(jīng)過煅燒的浸漬的改性載體材料來活化催化劑；以及鈍化活化的催化劑。鈷基費托合成催化劑的方法，包含浸漬、焙燒、活化和鈍化四步驟。但使用前需要再活化。

因此，需要提供能夠使含鈷催化劑在空氣中長時間保存的方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了克服含鈷催化劑不能在空氣中長時間保存問題，提供了含鈷催化劑及其制備方法和應用，該含鈷催化劑具有包裹無機組分a的有機組分b，可以有效地保護制備好的含鈷催化劑的活性，可以直接裝填在反應器中直接使用，節(jié)省了現(xiàn)有技術催化劑需要在反應器中進行預活化的步驟。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明第一方面提供一種含鈷催化劑，該催化劑包括無機組分a和包裹無機組分a的有機組分b；該催化劑滿足以下關系：

W_b/(ρ_b×W_a×R_a)＝0.3～1；δ＝ρ_a/(ρ_ab×W_a)–1，δ值不大于0.1；