[发明专利]一种活性炭负载钴基浆态床催化剂前驱体的生产方法

说明书

本发明涉及一种活性炭负载钴基浆态床催化剂前驱体的批量生产方法。该方法包括催化剂载体粉碎，浸渍液配制和浸渍生产三个工序。采用该方法，可以大规模批量生产粒度在30～300μm之间的粉末状活性炭负载钴基催化剂前驱体，产品具有粒度分布均匀，催化剂浸渍充分，活性组分分布均一等优点，制得的催化剂具有高活性和高的合成C₅⁺烃的选择性，可以用于浆态床费托合成油、醇、石蜡等产品的工业化、规模化生产。

技术领域

本发明涉及一种活性炭负载钴基浆态床催化剂前驱体的生产方法，该方法用于批量生产适用于工业浆态床反应器的钴基催化剂，属于费托合成油、蜡和醇等方法中的催化剂规模化生产技术范畴。

技术背景

采用费托合成技术，由合成气(氢气和一氧化碳的混合气)一步制得油、蜡、醇和醛等产品是一条具有重要价值的工艺路线。现在，费托合成油和蜡的工艺已经比较成熟，合成醇、醛等含氧化合物的工作还处于探索阶段。费托合成工艺主要分为高温费托合成和低温费托合成两类，在固定床、浆态床和流化床反应器中实现。催化剂主要分为钴基催化剂和铁基催化剂两类，其中钴基催化剂活性高，寿命长，但是价格较高；铁基催化剂价格便宜，但寿命相对较短。

费托合成的技术进展情况主要包括南非Sasol公司开发的钴基浆态床100万吨/年合成油技术；熔铁催化剂固定流化床合成汽柴油和烯烃技术；以及国内神华集团建设的400万吨/年浆态床铁基催化剂合成汽柴油，以及潞安集团建设的180万吨/年合成油和化学品技术等。近年来，由于我国的石油进口量逐渐攀升，能源安全问题正逐渐成为国家关注的重要方面，因此发展煤制油技术具有显著的战略意义，推动了费托合成工艺的快速发展。而工艺更新换代的核心在于催化剂的设计和改进，开发具有高活性，高目标产物选择性的新一代催化剂，是优化费托合成工艺的关键环节。

已有的钴基费托合成催化剂专利，主要包括以下几个方面。一是关于催化剂配方和制备方法的声明，例如专利CN201110217396.1公开了一种费托合成方法和钴基催化剂的制备方法，将金属钴负载于钛硅铂氧化物复合粒子上，用于降低产物中甲烷和CO₂选择性，生产油品。专利CN201080024347.X公开了一种氧化铝负载的钴基催化剂的制备方法。专利CN200710100236公开了一种活性炭负载的钴基催化剂的制备方法，但是并没有给出相应的生产工艺路线。总的来说，现有的专利主要集中在对催化剂配方和制备方法的声明方面，对催化剂工业化生产流程的设计和规模化实现报道较少，且主要集中于铁基催化剂的生产和活化等，没有关于活性炭负载钴基催化剂工业化生产的相关专利。

发明内容

针对上述问题，本发明提出了一种活性炭负载钴基浆态床催化剂前驱体的生产方法。该方法主要包括以下步骤：

(1)活性炭载体粉碎造粒。活性炭载体原料由料仓1经上料机2加入粉碎机3，在粉碎机中快速粉碎，活性炭粉末在轴流风机4的作用下被吸入一级气固分离器5，分离下的大颗粒返回粉碎机3重新粉碎，小颗粒进入二级气固分离器6。活性炭载体粉末成品由二级气固分离器6底部采出，装入吨袋，送去浸渍生产工序。活性炭细粉由三级气固分离器7收集后集中处理。

(2)浸渍液配制。将储罐8中的钴盐溶液经计量泵9送入混合罐10，混合罐10中预先加入称量好的助剂，开启搅拌，经计量泵13补加水，使浸渍液与活性炭载体的体积比为0.7～2.5，优选1～1.8。加热浸渍液至30-90℃使助剂和钴盐溶液充分混合。

(3)浸渍生产。准确称量活性炭载体重量，加入混合器11。经计量泵12向混合器11中加入浸渍液，至达到(2)中要求的计量比为止。开启混合器11，使活性炭载体与浸渍液充分混合浸渍，得到活性炭负载的钴基浆态床催化剂前驱体。