专利名称：费托合成铁基催化剂及其制备方法
技术领域：
本发明涉及催化剂及其制备领域，具体而言，涉及ー种费托合成铁基催化剂及其制备方法。
背景技术：
1923年，德国人R Fischer和H. Tropsch发现合成气(CCHH2)在催化剂的作用下可以合成液体燃料和其他化学品，将此过程称为费托合成。用于费托合成的催化剂有Fe、Co.Ni.Ru等多种元素，但只有铁基和钴基催化剂具有商业价值。铁基催化剂一般分为熔铁催化剂和沉淀铁催化剂。熔铁催化剂一般用于固定床和流化床反应器，エ业放大中受到条件的限制，很难实现每年百万吨级生成。沉淀铁催化剂一般多用于浆态床反应器，很少一部分用于低温固定床反应器。沉淀铁催化剂制备エ艺受多种因素的影响，制备エ艺的稍微变动，将直接影响费托合成的转化率、选择性、收率和产物分布等。自1993年Sasol公司采用铁基催化剂浆态床反应技术实现了费托合成的エ业化生产，浆态床反应器以优异的移热、传质性能、高的生产能力及低的制造成本等而成为费托合成反应器的发展方向。开发出适合于煤液化技术的エ业化装置的催化剂是非常有必要的，铁基催化剂的制备过程研究一直是费托合成研究的重点。沉淀铁基催化剂制备エ艺不同，将显著的影响催化剂的形貌、物相、表面结构及强度，最終影响着催化剂的反应性能。目前沉淀铁基催化剂的科研团队采用的沉淀剂大多采用氨水和碳酸钠等，氨水易挥发逸出氨气，有強烈的刺激性气味，不稳定，见光受热易分解而生成氨和水，且能从空气中吸收ニ氧化碳，对设备也具有強烈的腐蚀性，且铵离子易与一些金属离子络合；碳酸钠作为沉淀剂，带入大量的钠离子，一方面要采用大量的水洗涤钠离子，需要消耗的大量的水；另一方面沉淀铁基催化剂残余的钠容易使催化剂结焦和碳化，降低了催化剂的性能。沉淀铁基催化剂主要科研単位和部分制备条件如表I所示。表I沉淀铁催化剂主要科研単元和部分制备条件
权利要求
1.一种费托合成铁基催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤 1)将铁盐、铜盐、钴盐的水溶液与碳酸钾水溶液经共沉淀反应得到沉淀浆料； 2)将所述沉淀浆料经老化处理后，加水搅拌均匀，浓缩去除部分水份； 3)将硅酸钾水玻璃或硅溶胶加入到浓缩后的所述沉淀浆料中，搅拌均匀，静置0-180分钟； 4)步骤3)所得的浆料经喷雾干燥、焙烧后，得到所述费托合成铁基催化剂，其中，生成的催化剂中包括以下质量比的组分Fe2O3 Cu K SiO2 Co = 100 (1-10) (1-10)(5-30) (0. 5-20)。
2.根据权利要求I所述的制备方法，其特征在于，所述步骤I)中铁盐、铜盐、钴盐的水溶液与碳酸钾水溶液在PH为5-10、温度在30-90°C条件下进行所述共沉淀反应。
3.根据权利要求I所述的制备方法，其特征在于，所述步骤I)中铁盐、铜盐、钴盐的水溶液浓度为5wt% _60wt%，所述碳酸钾水溶液的浓度为5wt% -60wt%。
4.根据权利要求I所述的制备方法，其特征在于，所述步骤2)中浓缩去除部分水份是通过离心式低速分离的方法实现的。
5.根据权利要求I所述的制备方法，其特征在于，所述步骤2)中的老化可通过静置老化或搅拌老化，时间在0-120分钟，老化温度在20-90°C ;加入的水量使沉淀浆料中Fe2O3浓度为0. 5wt% -5. Owt % ;浓缩掉部分水份，使得浆液中Fe2O3浓度在lwt% -40wt%。
6.根据权利要求I所述的制备方法，其特征在于，所述步骤3)中所述硅酸钾水玻璃模数在0. 5-10，其水溶液浓度为5wt% -50wt%;所述硅溶胶中SiO2的含量为5wt% -50wt%,pH 为 1-5 或 8-11。
7.根据权利要求I所述的制备方法，其特征在于，所述步骤4)中喷雾干燥的条件为喷雾干燥器热风入口温度为200-400°C ;排风出口温度为80-200°C。
8.根据权利要求I所述的制备方法，其特征在于，所述步骤4)中的所述焙烧为两段焙烧，包括以下步骤第一阶段的焙烧，温度控制在70 200°C，时间控制在I 24小时，空气氛围下进行；第二阶段的焙烧，温度控制在300 600°C，时间控制在I 8小时，空气氛围下进行。
9.根据权利要求I所述的制备方法，其特征在于，所述步骤4)中步骤3)所得的所述浆料的固含量为5wt% -40wt%。
10.一种费托合成铁基催化剂，其特征在于，根据权利要求1-9中任一项所述的方法制备得到。
全文摘要
本发明公开了一种费托合成铁基催化剂及其制备方法。该制备方法包括以下步骤1)将铁盐、铜盐、钴盐的水溶液与碳酸钾水溶液共沉淀反应得到沉淀浆料；2)将沉淀浆料经老化处理后，加水搅拌均匀，浓缩去除部分水份；3)将硅酸钾水玻璃或硅溶胶加入到浓缩后的沉淀浆料中，搅拌均匀，静置0-180分钟；4)步骤3)所得的浆料经喷雾干燥、焙烧后，得到费托合成铁基催化剂。本发明的费托合成铁基催化剂的制备方法，选用碳酸钾作为沉淀剂，而钾本身就是催化剂的一种组成成分，因此没有引入杂质离子，省去了洗涤过程，节约大量水资源；简化了制备工艺，使催化剂在制备过程中干扰因素减少；提高了催化剂制备过程原料的原子利用率。
文档编号B01J23/78GK102658148SQ20121010039
公开日2012年9月12日 申请日期2012年4月6日 优先权日2012年4月6日
发明者常海, 朱加清, 程时富, 程萌, 谢晶 申请人:中国神华煤制油化工有限公司, 中国神华煤制油化工有限公司上海研究院, 神华集团有限责任公司