合成气制低碳烯烃铁催化剂及其制备方法_2

文档序号:8235682阅读:来源:国知局
述的合成气制低碳烯烃烧结铁催化剂用于合成气制低碳烯 烃反应,以合成气为原料,H2和C0的摩尔比为1~3,在反应温度为25(T400°C,反应压力为 1. 0~3.OMpa,原料气体积空速为SOCTSOOOtT1的条件下,原料气与所述催化剂接触反应生成 含C2?C4的烯烃。
[0011] 本发明方法采用在催化剂活性组分中引入过渡金属Ti或Zr、Mo或W、V或Nb、镧 系金属La或Sm,以及主族元素Sn作为催化剂助剂,可以调变活性组分Fe的电子价态,从而 有利于提高催化剂的C0转化率和低碳烯烃的选择性,特别是当加入Sn时,由于Sn与其他 活性组分之间的协同作用,能有效释放催化剂的活性,提高C0的转化率和低碳烯烃的选择 性,取得了良好的技术效果。
[0012] 本发明方法采用将活性组分、助催化组分及载体均匀混合,经高温烧结得到高强 度、热稳定性好的催化剂,在使用过程中即使有所破碎但不至于粉碎,可保持催化剂活性的 稳定。
[0013] 本发明方法采用在催化剂制备中加入炭黑粉,由于炭黑粉具有大的比表面和丰富 的孔结构,易使其在高温下与氧反应生成的一氧化碳和二氧化碳在催化剂上留下空隙,增 大催化剂的大孔结构,内扩散阻力减少。增大炭黑粉用量,可以增加催化剂外表面积,提高 催化剂的反应活性;但过多的炭黑粉用量在制备过程中会影响催化剂中活性组分的催化活 性,降低活性组分之间的相互作用,故合适的炭黑粉用量对于催化剂活性的影响很大。
[0014] 该催化剂的使用条件如下:以H2和C0组成的合成气为原料,H2和C0的摩尔比为 1?3,在反应温度为25(T400°C,反应压力为1. 0?3.OMpa,原料气体积空速为SOOlSOOh-1的 条件下,原料气与固定床催化剂接触,取得了较好的技术效果:C0转化率可达99. 8%,比现 有技术提高3. 8% ;低碳烯烃在碳氢化合物中的选择性可达77. 5%,比现有技术提高9. 5%,更 详细的结果见附表。采用该催化剂在上述条件下的费托合成是一种较好的合成气生产低碳 烯烃的方法。
[0015] 下面通过实施例对本发明作进一步的阐述。
[0016]
【具体实施方式】
[0017]【实施例1】 称取55. 0克氧化铁(Fe203)、16. 0克氧化钛(Ti02)、16. 0克氧化钥(M〇03)、5. 0克五氧 化二钒(V205)、5. 0克氧化镧(La203)和3. 0克氧化锡(Sn02)六种原料以及按原料总量计重 量百分比为3%的炭黑粉3克,在球磨机内磨混2小时;按原料总量计加重量百分比5%的去 离子水5克加入到磨混好的物料中,进行捏合至柔软状;捏合好的物料送入挤条机内,制成 直径为5_的长条,并切割成长度为20_的柱状,自然晾干后,送入干燥设备中,于120°C干 燥8小时备用;将干燥好的前体,送入高温炉内,于1400°C煅烧6. 0小时,冷却后破碎筛分 成60~80目,即得到所需的高温烧结型铁催化剂。制得的催化剂以重量百分比计,包含以下 组分:55%Fe203,16%Ti02,16%M〇03,5%V205, 5%La203, 3%Sn02;所制得的催化剂在一定反 应条件下进行合成气制低碳烯烃,实验结果列于表1。
[0018]【实施例2】 称取88. 0克氧化铁(Fe203)、5. 79克氧化钛(Ti02)、5. 79克氧化钥(M〇03)、0. 06克五氧 化二钒(V205)、0. 06克氧化镧(La203)和0. 3克氧化锡(Sn02)六种原料以及按原料总量计重 量百分比为3%的炭黑粉3克,在球磨机内磨混2小时;按原料总量计加重量百分比5%的去 离子水5克加入到磨混好的物料中,进行捏合至柔软状;捏合好的物料送入挤条机内,制成 直径为5_的长条,并切割成长度为20_的柱状,自然晾干后,送入干燥设备中,于120°C干 燥8小时备用;将干燥好的前体,送入高温炉内,于1400°C煅烧6. 0小时,冷却后破碎筛分 成60~80目,即得到所需的高温烧结型铁催化剂。制得的催化剂以重量百分比计,包含以下 组分:88%Fe203, 5.79%Ti02 , 5 . 79%M〇03,0 . 06%V205,0.06%La203,0.3%Sn02;所制得的催 化剂在一定反应条件下进行合成气制低碳烯烃,实验结果列于表1。
[0019]【实施例3】 称取29. 2克氧化铁(Fe203)、12. 5克氧化钛(Ti02)、12. 5克氧化钥(M〇03)、18. 0克五氧 化二钒(V205)、18. 0克氧化镧(La203)和9. 8克氧化锡(Sn02)六种原料以及按原料总量计重 量百分比为3%的炭黑粉3克,在球磨机内磨混2小时;按原料总量计加重量百分比5%的去 离子水5克加入到磨混好的物料中,进行捏合至柔软状;捏合好的物料送入挤条机内,制成 直径为5_的长条,并切割成长度为20_的柱状,自然晾干后,送入干燥设备中,于120°C干 燥8小时备用;将干燥好的前体,送入高温炉内,于1400°C煅烧6. 0小时,冷却后破碎筛分 成60~80目,即得到所需的高温烧结型催化剂。制得的催化剂以重量百分比计,包含以下组 分:29. 2%Fe203, 12. 5%Ti02,12. 5%M〇03,18%V205, 18%La203,9. 8%Sn02 ;所制得的催化剂 在一定反应条件下进行合成气制低碳烯烃,实验结果列于表1。
[0020] 【实施例4】 称取32. 0克氧化铁(Fe203)、3. 4克氧化钛(Ti02)、42. 0克氧化钥(M〇03)、6. 7克五氧化 二钒(V205)、6. 8克氧化镧(La203)和9. 1克氧化锡(Sn02)六种原料以及按原料总量计重量 百分比为3%的炭黑粉3克,在球磨机内磨混2小时;按原料总量计加重量百分比5%的去离 子水5克加入到磨混好的物料中,进行捏合至柔软状;捏合好的物料送入挤条机内,制成直 径为5mm的长条,并切割成长度为20mm的柱状,自然晾干后,送入干燥设备中,于120°C干 燥8小时备用;将干燥好的前体,送入高温炉内,于1400°C煅烧6. 0小时,冷却后破碎筛分 成60~80目,即得到所需的高温烧结型催化剂。制得的催化剂以重量百分比计,包含以下组 分:32%Fe203, 3. 4%Ti02,42%M〇03,6. 7%V205,6. 8%La203, 9. 1%Sn02 ;所制得的催化剂在一 定反应条件下进行合成气制低碳烯烃,实验结果列于表1。
[0021]【实施例5】 称取32. 0克氧化铁(Fe203)、42. 0克氧化钛(Ti02)、3. 4克氧化钥(M〇03)、6. 8克五氧化 二钒(V205)、6. 7克氧化镧(La203)和9. 1克氧化锡(Sn02)六种原料以及按原料总量计重量 百分比为3%的炭黑粉3克,在球磨机内磨混2小时;按原料总量计加重量百分比5%的去离 子水5克加入到磨混好的物料中,进行捏合至柔软状;捏合好的物料送入挤条机内,制成直 径为5mm的长条,并切割成长度为20mm的柱状,自然晾干后,送入干燥设备中,于120°C干 燥8小时备用;将干燥好的前体,送入高温炉内,于1400°C煅烧6. 0小时,冷却后破碎筛分 成60~80目,即得到所需的高温烧结型催化剂。制得的催化剂以重量百分比计,包含以下组 分:32%Fe203,42%Ti02,3. 4%M〇03,6. 8%V205,6. 7%La203, 9. 1%Sn02 ;所制得的催化剂在一 定反应条件下进行合成气制低碳烯烃,实验结果列于表1。
[0022]【实施例6】 称取32. 0克氧化铁(Fe203)、32. 0克氧化钛(Ti02)、32. 0克氧化钥(M〇03)、1. 0克五氧 化二钒(V205)、1. 0克氧化镧(La203)和2. 0克氧化锡(S
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