[發明專利]一種低溫處理的重質烴費托合成催化劑及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 201810102109.4
• 申請日: 2018-02-01
• 公開（公告）號: CN108295867A
• 公開（公告）日: 2018-07-20
• 發明（設計）人: 黃禮春;燕來;周建強;郜文斌;李國強;劉潤花;楊勇;李永旺
• 申請（專利權）人: 中科合成油內蒙古有限公司
• 主分類號: B01J23/89
• 分類號: B01J23/89;C10G2/00
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 關暢;王春霞

本發明公開了一種低溫處理的重質烴費托合成催化劑及其制備方法和應用。該催化劑由鈷、金屬助劑、貴金屬助劑和載體組成，每100質量份的鈷基費托合成催化劑中，各組分的含量如下：鈷5～50；金屬助劑0.5～10；貴金屬助劑0.05～5；余量的載體。本發明提供的催化劑的制備方法通過還原反應直接將催化劑活性組分鈷和貴金屬助劑在載體表面上還原，從而避免了傳統方法負載貴金屬和鈷之后的高溫焙燒步驟，避免了催化劑在反復高溫焙燒過程中貴金屬助劑及鈷的燒結現象發生，可有效改善貴金屬助劑和催化活性組分鈷在載體表面的分散性，提高催化劑的催化性能。本發明催化劑具有高活性、甲烷選擇性低、重質烴選擇性高等優點，因此適于用作固定床費托合成及漿態床費托合成的催化劑。

技術領域

本發明涉及一種費托合成催化劑及其制備方法和應用，具體涉及一種低溫處理的重質烴鈷基費托合成催化劑及其制備方法和應用，屬于催化劑制備技術領域。

背景技術

消費量達到5.56億噸，對外依存度達到65％，即我國石油缺口將越來越大。石油的短缺已成為限制我國經濟發展和威脅我國能源安全的重大問題。

F-T合成是將合成氣轉化為液體燃料的重要途徑。提高C5+烴的選擇性，抑制甲烷等副產物的生成是F-T合成的主要研究目標。實現該目標的關鍵步驟是高活性、高選擇性F-T合成催化劑的研制與開發。如何合理的搭配活性組分、金屬助劑、貴金屬助劑和載體，制備出性能優良的費托合成催化劑是研究的熱點。目前，F-T合成催化劑主要以鐵基和鈷基為主。鈷基催化劑因其較高的加氫活性和較低的水煤氣變換活性而成為F-T合成最有發展前途的催化劑之一。

由于鈷與載體之間的相互作用強，Co₃O₄顆粒需要在高溫下才能被還原成金屬態Co，然而焙燒還原溫度高，容易導致貴金屬助劑和活性鈷物種的燒結，降低鈷物種的分散度，反應活性中心數降低。CN 104815701A公開了一種用于費托合成的鈷基催化劑的還原處理方法，該方法通過用含有1％～30％CO的氫氣低溫加壓還原處理Co基催化劑，提高了催化劑的活性、穩定性和對重質烴的選擇性，將此催化劑應用于合成氣制重質烴中，可使CO轉化率達到40～60％，具有很好的工業化應用前景。CN101224430A采用在硅膠負載的鈷基催化劑上嫁接疏水基團的處理，制備一種疏水有機改性鈷基費托合成催化劑，將在純氫氣中的還原溫度降低到200～300℃，可以實現合成氣一步高選擇性合成中間餾分油，但相對于常規的浸漬法制備催化劑過程，增加了疏水基團嫁接以及甲苯和丙酮抽提兩步操作。CN104174399A公開了一種自還原制備費托合成鈷基催化劑，組成包括氧化鈷，氧化物載體和表面鈍化氧化鈷，在催化劑載體的制備過程引入有機碳源，利用有機碳源在惰性氣氛下分解產生弱還原組分單質炭的特點，將含炭載體浸漬鈷后焙燒，實現鈷基催化劑焙燒和自還原的同步，具有用于固定床反應器并能在低溫下進行還原的優點，但是該催化劑很難再生。CN102319569A公開了一種低溫還原型鈷基費托合成催化劑及制備方法，所述的催化劑以ZnO為載體，以Co為活性組分，所述催化劑適宜于在低溫下還原，可以防止鈷在還原過程中的聚集現象發生，有利于形成小粒度的金屬態Co，保證鈷在反應中的利用效率，但是該催化劑選擇性較差。

發明內容

本發明的目的是提供一種低溫處理鈷基費托合成催化劑，本發明所提供的鈷基費托合成催化劑具有較好的合成氣轉化率、較低的甲烷選擇性、較高的重質烴選擇性，在國家能源安全保障方面具有重要的戰略意義。

本發明所提供的低溫處理鈷基費托合成催化劑，由鈷、金屬助劑、貴金屬助劑和載體組成；

每100質量份的所述鈷基費托合成催化劑中，各組分的含量如下：

鈷5～50；

金屬助劑0.5～10；

貴金屬助劑0.05～5；

余量的載體。

所述鈷基費托合成催化劑中，每100質量份的所述鈷基費托合成催化劑的組成如下：