[发明专利]一种费托合成催化剂及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及费托合成催化剂及其应用。

背景技术

对于在固定床反应器中进行的如费托合成这类气-固-液多相反应体系，催化剂的颗粒尺寸一般为几个mm，因此，扩散控制对催化活性的影响难以避免。人们注意到：由F-T合成得到的重质石蜡通常以液态、汽溶胶或浆态形式附着在催化剂表面，对反应物H₂和CO在催化剂颗粒内部的扩散产生影响。在费托合成催化剂中引入具有裂解功能的催化剂，可以使费托合成反应中生产的大分子烃组分(主要为蜡组分)裂解成为低分子量的烃组分，例如汽油和柴油馏分的烃组分，从而改变费托合成产物分布，提高F-T合成产物中汽油馏分和柴油馏分的收率，同时，可以消除或部分消除因蜡组分在催化剂表面聚集对扩散带来的不利影响，对费托合成反应的进行有利。另外，在费托合成催化剂中引入具有异构功能的催化剂，可以提高产物中的异构烃含量，提高油品的使用性能。

CN02143492公开了一种F-T反应催化剂，催化剂由分子筛和金属钴组成，所说的分子筛为Y、Beta、MOR。催化剂中含有3-10重量％的Co，余量为分子筛，分子筛的硅铝比n为5-200。催化剂采用浸渍法制备，在合适的反应条件下，在反应过程中合成气转化率几乎保持不变；孔径为0.7nm以上的分子筛为载体时，在合适的钴负载量、适宜的反应条件下，C₁₀-C₂₀烃的选择性35％以上；具有一维孔道结构的MOR分子筛为载体时，C₁₀-C₂₀的直链烷烃的选择性超过50％。

CN98806239.9公开了一种将一种或多种费托合成催化剂结合到分子筛中的方法，包括使未处理的分子筛在惰性气氛中、在能有效生成含有所述的催化剂前体和所述的分子筛的复合物的第一种反应条件下与催化剂前体接触；将所述的复合物暴露到惰性气氛以及暴露到能有效使挥发性组分从所述的催化剂前体中分解和溶剂从所述的络合物中挥发的第二种反应条件下，生成含有催化上有效数量的选自铁、钴、镍、铬、锰和铑的催化剂的改性分子筛。

CN200810072192.1公开了一种大孔和介孔混合的硅基分子筛为载体的Co基费托合成催化剂的制备及其应用；将C₁₆PyCl溶解在水中，搅拌，加入酸；将硅酸钠完全溶解在水中，加入到以上溶液，搅拌加入SiO₂粉末，再搅拌，经过滤、洗涤、烘干、焙烧后得到大孔和介孔混合的硅基分子筛。将该分子筛浸渍到活性组分溶液中，旋转蒸发得前驱体，经烧结，得催化剂。本发明具有大孔和介孔混合的硅基分子筛及负载Co作为费—托合成催化剂，制备过程简单，可以大量合成；并应用于费—托合成反应，可以合成出无硫、无氮、无金属、无芳烃的汽油、柴油、润滑油等化学品。

CN200810072177.7提供一种以Ce接枝于M41S型介孔硅基分子筛为载体的Co基费—托合成催化剂制备及其应用；将C16PyCl溶解在水中，搅拌，加入碱和酸；将硅酸钠和硝酸铈完全溶解在水中，加入到以上溶液，搅拌过滤，洗涤烘干、焙烧，得到介孔硅基分子筛，将该分子筛浸渍到活性组分溶液中，旋转蒸发得前驱体，经烧结，得催化剂。本发明具有规则介孔结构的Ce掺杂于M41S型介孔硅基分子筛为载体的Co基费托合成催化剂，制备方法合成过程简单，载体合成在常温下大量合成，用此具有规则介孔结构的Ce掺杂于M41S型介孔硅基分子筛为载体的Co基费托合成催化剂，具有甲烷选择性低，汽油和柴油组分选择性高的特点。

发明内容

本发明要解决的技术问题是在现有技术的基础上，提供一种新的、性能得到进一步改善的费托合成催化剂及其应用。

本发明涉及以下发明：

1、一种费托合成催化剂，含有含分子筛的载体和选自钴和/或铁的活性金属组分，以催化剂为基准，以氧化物计的选自钴和/或铁的活性金属组分的含量为1-70重量％，分子筛的含量为2-50重量％，所述选自钴和/或铁的活性金属组分在催化剂颗粒中的分布满足D_n/D_z＝0.1-0.9，其中，D_n＝D_z-2Q，D_z为用SEM测得的催化剂的粒径，Q为用EDX测得的钴/铁元素径向分布形成的壳层厚度Q。

2、根据1所述的催化剂，其特征在于，以催化剂为基准，以氧化物计的选自钴和/或铁的活性金属组分的含量为5-50重量％，所述选自钴和/或铁的活性金属组分在催化剂颗粒中的分布满足D_n/D_z＝0.2-0.8。