[發明專利]一種合成氣催化轉化催化劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201711449809.2
• 申請日: 2017-12-27
• 公開（公告）號: CN108126701B
• 公開（公告）日: 2019-07-26
• 發明（設計）人: 康金燦;尤勇;常浩浩;成康;張慶紅;王野
• 申請（專利權）人: 廈門大學
• 主分類號: B01J23/75
• 分類號: B01J23/75;B01J23/89;B01J23/889;C10G2/00
• 代理公司: 廈門南強之路專利事務所(普通合伙) 35200
• 代理人: 馬應森

一種合成氣催化轉化催化劑及其制備方法，涉及催化劑。所述合成氣催化轉化催化劑由納米核殼結構雙金屬和載體碳納米管組成，所述納米核殼結構雙金屬由金屬Co與過渡金屬元素構成。1)在碳納米管加入硝酸溶液攪拌，洗滌，干燥得固體粉末；2)將金屬鈷鹽加入N,N?二甲基甲酰胺中，配成鈷溶液，再加入1)所得的固體粉末加熱，洗滌，干燥，得固體粉末；3)將過渡金屬元素的前驅體鹽，加入乙醇配成溶液，再加入2)所得固體粉末攪拌，加入硼氫化鈉，再碳酸氫鈉，調節pH值，繼續攪拌，抽濾，洗滌，將所得濾餅干燥，得樣品；4)將步驟3)得到的樣品轉移至管式爐內，焙燒，樣品壓片，即得催化劑前驅體；5)將催化劑前驅體還原，即得。

技術領域

本發明涉及催化劑，尤其是涉及一種合成氣催化轉化催化劑及其制備方法。

背景技術

我國富煤、貧油、少氣的資源稟賦特點決定了煤炭在我國能源結構中的重要地位。煤經合成氣(CO/H₂)平臺分子催化轉化制液體燃料(即費托合成)具有重要戰略意義和現實意義。盡管目前國內外如Sasol、Shell、神華、中科合成油、兗礦等已實現基于煤制油(CTL)或氣制油(GTL)的工業化生產，然而仍有諸多挑戰性科學問題尚未得到有效解決，其中產物選擇性的調控最為關鍵。在傳統的費托合成催化劑上，中間餾分油(汽油、柴油、航空燃油)的選擇性并不高。為高選擇性獲得中間餾分烴液體燃料，往往需要將費托合成得到的高碳石蠟烴(C₂₁₊)進一步加氫裂解，如Shell公司的SMDS技術(Shell Middle DistillateSynthesis)是將費托合成技術與分子篩催化裂解或加氫裂化兩個過程串聯起來，即合成氣經兩步法生產高辛烷值汽油或優質柴油。因此，設計多功能新型催化劑，將合成氣一步高選擇性轉化為中間餾分液體燃料的研究已引起廣泛關注。該過程的成功實施，將帶來更高的經濟效益。

目前，費托合成催化劑的活性金屬主要以Fe、Co、Ru為主，其活性高低順序為Ru＞Co＞Fe。釕催化劑因價格昂貴，限制了其工業應用。與鐵基催化劑相比，鈷基催化劑因具有高活性、高直鏈飽和烴選擇性、低水煤氣變換反應以及在反應過程中不易積碳等優點，成為合成氣一步法制中間餾分烴特別是柴油餾分的理想催化劑組分。近年來，已報道的Co催化劑體系有：二氧化硅負載鈷催化劑(A.Y.Khodakov et al.J.Catal.2002,206,230-241；G.R.Johnson et al.ACS Catal.2015,5,5888-5903)；多級孔Y型分子篩負載金屬鈷制柴油餾分(X.Peng et al.Angew.Chem.Int.Ed.,2015,54,4553-4556；J.Kang etal.Ind.Eng.Chem.Res.2016,55,13008-13019)；碳納米管負載鈷制燃料油(A.Tavasoli etal.Fuel Process.Technol.2008,89,491-498；V.Vosoughi etal.Ind.Eng.Chem.Res.2016,55,6049-6059)等。這些研究在催化劑設計及催化劑性能研究方面均獲得了深入的認識，為合成氣高選擇性制柴油餾分催化劑設計提供了良好的借鑒。