[发明专利]处理费托反应合成水的催化剂及其制备方法和处理费托反应合成水的方法

说明书

本发明涉及费托反应合成水处理领域，公开了处理费托反应合成水的催化剂及其制备方法和处理费托反应合成水的方法，该催化剂含有：载体、Ni、Ru以及M，所述M为La和/或Ce，以所述催化剂的总重量为基准，载体的含量为50‑90重量％，Ni的含量为9‑40重量％，Ru的含量为0.1‑2重量％，M的含量为0.5‑5重量％。本发明提供的处理费托反应合成水的催化剂具有较好的抗水热稳定性和抗积碳性能，且具有较好的费托反应合成水中有机含氧化合物的脱除活性。

技术领域

本发明涉及费托反应合成水处理领域，具体涉及处理费托反应合成水的催化剂及其制备方法和处理费托反应合成水的方法。

背景技术

费-托合成是工业上将合成气(一氧化碳和氢气的混和气)直接转化为液体燃料，如柴油或汽油的一种方法。在生产以碳氢化合物为主的液体燃料的同时，费-托合成反应会伴随产生>50重量％的反应合成水(简称为FT-RCW)。

由于费-托合成反应过程中存在生成含氧化合物的副反应，因此费-托合成水中通常会含有2-8重量％的有机含氧化合物，包括醇、羧酸、醛、酮和酯等。值得指出的是，费-托合成水生成量大，且费-托合成水是几乎不含任何盐分的高浓度有机废水。因而只要将该水中溶解的有机物清除即可获得洁净的过程水，可用于锅炉给水或仪表清洗水等。另一方面，由于费-托合成水中的有机成分含量较高，化学需氧量(COD)可达几万甚至数十万，因而在处理过程中需要充分考虑资源的回收和过程的能量和经济效益。

关于费-托合成水净化处理或水中含氧化合物分离的研究，国内外报道或工业上应用的主要处理技术涉及蒸馏、精馏、生化法、萃取或膜分离等。一般先通过预处理，经蒸馏、精馏或特殊精馏、液-液萃取方法回收费-托合成水中有价值的有机含氧化合物，然后利用生物好氧、厌氧处理，膜分离对蒸馏、精馏后的水进行净化处理。

WO2008151742公开了纯化费-托合成水的方法，具体为将费-托合成水进行精馏。

US6533945B2公开了一种处理烃合成反应器废水的方法，该方法(a)将废水与固体可燃有机燃料混合形成浆液；(b)在气化炉将该浆液气化产生合成气。

US6887908B1公开一种费托合成方法，包括：a)从费托反应器的蒸汽中恢复反应水；b)使用费托合成的能量直接对反应水进行热交换以蒸发反应水，生产热交换反应水；c)在热氧化剂存在下将热交换反应水进行反应产生烟气。

US7166219公开一种纯化费托合成产生的水蒸汽的方法，采用蒸馏和微生物菌类物质发酵相结合的方法将有机含氧化合物从费托合成反应废水中脱除。

US7989510公开了一种纯化费托合成产生的水蒸汽的方法，采用气提、燃烧和微生物菌类物质发酵相结合的方法将有机含氧化合物从费托合成反应废水中脱除。

WO2010069581公开了一种纯化费托合成产生的水蒸汽的方法，采用蒸馏或气提和加氢相结合的方法将有机含氧化合物从费托合成反应废水中脱除。

由于费-托合成水中有机含氧化合物成分复杂，含有醛、酮、醇、酸、酯等多种成分，每一类有机含氧化合物又含有多个组分，例如，醇类物质中包括甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、戊醇等，这些醇类物质中除甲醇外都会和水形成共沸物，普通的蒸馏方法很难得到单一的组分，因此要实现他们之间的分离需要非常特殊的分离方法以及复杂的分离步骤。

鉴于不同的于费-托反应条件所生成费-托合成水的组成差别很大，因此有机含氧化合物的分离路线也不同，需要根据不同的费-托合成水开发各自的分离路线。另外，利用精馏方法处理费-托合成水需要消耗大量的水。