[发明专利]一种镁铁钴尖晶石结构催化剂及其应用

说明书

本发明提供一种镁铁钴尖晶石结构催化剂及其应用，属于催化剂制备技术领域。所述镁铁钴尖晶石结构催化剂由以下质量份数的各组份组成：30~45份镁铁尖晶石粉作结构助剂、30~35份四氧化三钴粉作氧化剂、20~25份还原铁粉作还原剂和5~10份草木灰作加氢助剂。该催化剂的原料成本低，制备方法简单。用于煤气中CO、CO₂等组分催化加氢时，能显著提高H₂的利用率和低碳烯烃的选择性。

技术领域

本发明属于催化剂制备技术领域，具体涉及一种镁铁钴尖晶石结构催化剂的制备方法及其应用。

背景技术

在隔绝空气以及温度500~600℃条件下，将煤进行低温干馏可以得到半焦、焦油和煤气等化工产品。其中，褐煤低温干馏所得煤气中CO占比5%~15%，CO₂占比10%~20%，H₂占比10%~30%。利用催化剂富集煤气中的低含量H₂，并用于CO、CO₂等组分催化加氢制备低碳烯烃，是提高低温干馏煤气附加值的重要途径。现有的CO加氢采用的是基于铁基催化剂的费托合成路线（FTS）。CO₂加氢则需要在费托合成之前进行逆水煤气变换（RWGS），即采用RWGS+FTS路线。将低温干馏煤气中CO、CO₂等组分催化加氢，需要催化剂具有较好的富氢和催化加氢双重功能。目前市场上加氢催化剂普遍氢利用率低，产物选择性差，对操作及设备要求高，催化加氢活性低。

发明内容

为了解决现有技术中的不足，本发明的目的一在于提供一种镁铁钴尖晶石结构催化剂，目的二在于提供所述镁铁钴尖晶石结构催化剂应用于煤气中CO、CO₂等组分催化加氢。本发明所述镁铁钴尖晶石结构催化剂原料成本低，制备方法简单，能显著提高H₂的利用率和低碳烯烃的选择性。

为了实现上述目的，本发明采用的具体方案如下：

一种镁铁钴尖晶石结构的催化剂，包括以下质量份数的各组份：30~45份镁铁尖晶石粉、30~35份四氧化三钴粉、20~25份还原铁粉和5~10份草木灰；

所述镁铁钴尖晶石结构的催化剂采用以下步骤制备而成：

1）在球磨罐中依次加入以下质量份数的物料：镁铁尖晶石粉30~45份、四氧化三钴粉30~35份、还原铁粉20~25份、草木灰5~10份；用氩气置换球磨罐中的空气后，将球磨罐置于球磨机上球磨5~10小时，得粉体；

2）将步骤 1）得到的粉体置于CO气氛下，在280~300 ℃下加热还原6~10小时，冷却至室温；

3）将步骤 2）得到的还原粉体置于压片机中，在200~250 MPa下冷压成型，破碎造粒后制得镁铁钴尖晶石结构的催化剂。

作为对上述方案的进一步优化，所述镁铁尖晶石粉、四氧化三钴粉、还原铁粉的粒度均为200目以下。

作为对上述方案的进一步优化，步骤 1）中球磨机的主轴转速为600转/分钟。

作为对上述方案的进一步优化，步骤 2）中CO还原压强为1.0 MPa。

本发明另外还提供所述镁铁钴尖晶石结构的催化剂在低温干馏煤气催化加氢提质方面的应用。