[發(fā)明專(zhuān)利]一種鎂鐵鈷尖晶石結(jié)構(gòu)催化劑及其應(yīng)用

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202211156821.5
• 申請(qǐng)日: 2022-09-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN115475640A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-12-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳海鵬;王晨瑋;劉晨磊;張曉玉;王幽嬌;申嘉淼;趙晨汐;王一璘
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 洛陽(yáng)師范學(xué)院
• 主分類(lèi)號(hào): B01J27/232
• 分類(lèi)號(hào): B01J27/232;B01J37/16;C10G2/00;C07C1/04;C07C1/12
• 代理公司: 洛陽(yáng)公信知識(shí)產(chǎn)權(quán)事務(wù)所(普通合伙) 41120
• 代理人: 王艷艷

本發(fā)明提供一種鎂鐵鈷尖晶石結(jié)構(gòu)催化劑及其應(yīng)用，屬于催化劑制備技術(shù)領(lǐng)域。所述鎂鐵鈷尖晶石結(jié)構(gòu)催化劑由以下質(zhì)量份數(shù)的各組份組成：30~45份鎂鐵尖晶石粉作結(jié)構(gòu)助劑、30~35份四氧化三鈷粉作氧化劑、20~25份還原鐵粉作還原劑和5~10份草木灰作加氫助劑。該催化劑的原料成本低，制備方法簡(jiǎn)單。用于煤氣中CO、CO₂等組分催化加氫時(shí)，能顯著提高H₂的利用率和低碳烯烴的選擇性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于催化劑制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種鎂鐵鈷尖晶石結(jié)構(gòu)催化劑的制備方法及其應(yīng)用。

背景技術(shù)

在隔絕空氣以及溫度500~600℃條件下，將煤進(jìn)行低溫干餾可以得到半焦、焦油和煤氣等化工產(chǎn)品。其中，褐煤低溫干餾所得煤氣中CO占比5%~15%，CO₂占比10%~20%，H₂占比10%~30%。利用催化劑富集煤氣中的低含量H₂，并用于CO、CO₂等組分催化加氫制備低碳烯烴，是提高低溫干餾煤氣附加值的重要途徑。現(xiàn)有的CO加氫采用的是基于鐵基催化劑的費(fèi)托合成路線（FTS）。CO₂加氫則需要在費(fèi)托合成之前進(jìn)行逆水煤氣變換（RWGS），即采用RWGS+FTS路線。將低溫干餾煤氣中CO、CO₂等組分催化加氫，需要催化劑具有較好的富氫和催化加氫雙重功能。目前市場(chǎng)上加氫催化劑普遍氫利用率低，產(chǎn)物選擇性差，對(duì)操作及設(shè)備要求高，催化加氫活性低。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明的目的一在于提供一種鎂鐵鈷尖晶石結(jié)構(gòu)催化劑，目的二在于提供所述鎂鐵鈷尖晶石結(jié)構(gòu)催化劑應(yīng)用于煤氣中CO、CO₂等組分催化加氫。本發(fā)明所述鎂鐵鈷尖晶石結(jié)構(gòu)催化劑原料成本低，制備方法簡(jiǎn)單，能顯著提高H₂的利用率和低碳烯烴的選擇性。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的具體方案如下：

一種鎂鐵鈷尖晶石結(jié)構(gòu)的催化劑，包括以下質(zhì)量份數(shù)的各組份：30~45份鎂鐵尖晶石粉、30~35份四氧化三鈷粉、20~25份還原鐵粉和5~10份草木灰；

所述鎂鐵鈷尖晶石結(jié)構(gòu)的催化劑采用以下步驟制備而成：

1）在球磨罐中依次加入以下質(zhì)量份數(shù)的物料：鎂鐵尖晶石粉30~45份、四氧化三鈷粉30~35份、還原鐵粉20~25份、草木灰5~10份；用氬氣置換球磨罐中的空氣后，將球磨罐置于球磨機(jī)上球磨5~10小時(shí)，得粉體；

2）將步驟 1）得到的粉體置于CO氣氛下，在280~300 ℃下加熱還原6~10小時(shí)，冷卻至室溫；

3）將步驟 2）得到的還原粉體置于壓片機(jī)中，在200~250 MPa下冷壓成型，破碎造粒后制得鎂鐵鈷尖晶石結(jié)構(gòu)的催化劑。

作為對(duì)上述方案的進(jìn)一步優(yōu)化，所述鎂鐵尖晶石粉、四氧化三鈷粉、還原鐵粉的粒度均為200目以下。

作為對(duì)上述方案的進(jìn)一步優(yōu)化，步驟 1）中球磨機(jī)的主軸轉(zhuǎn)速為600轉(zhuǎn)/分鐘。

作為對(duì)上述方案的進(jìn)一步優(yōu)化，步驟 2）中CO還原壓強(qiáng)為1.0 MPa。

本發(fā)明另外還提供所述鎂鐵鈷尖晶石結(jié)構(gòu)的催化劑在低溫干餾煤氣催化加氫提質(zhì)方面的應(yīng)用。