一种壳层分布催化剂及其制备方法和应用_2

文档序号:9461937阅读:来源:国知局
。例如,针对费托反应催化剂而言,所述改性助剂可以选自第I A族 金属元素、第II A族金属元素、第III A族金属元素、第IV A族金属元素、第I B族金属元素、 第IV B族金属元素、第VI B族金属元素、第W B族金属元素、第VDI族金属元素、第V族金属 元素和镧系金属元素中的一种或多种,优选选自锂、钾、镁、钙、锶、铜、钥、铊、钨、锆、钛、铼、 硅、镧、铈、锰、锌、钒、钼、钯、铑和铱中的至少一种,更优选选自钨、锆、钛、硅、镧和铈中的至 少一种。所述活性组分可以为铁和/或钴。此外,以氧化物计并以所述壳层分布催化剂的总 重量为基准,所述改性助剂的含量可以为〇. 1-20重量%,优选为0. 2-15重量%,更优选为 1-8重量% ;所述活性组分的含量可以为1-60重量%,优选为5-50重量%,更优选为8-45 Sm % 〇
[0020] 本发明提供的壳层分布催化剂的制备方法包括以下步骤:
[0021] (1)将载体浸渍在含有改性助剂的化合物的第一溶液中,然后进行第一干燥和第 一焙烧,其中,控制浸渍的条件和第一溶液的种类使得改性助剂均匀分布在所述载体上,得 到负载有所述改性助剂的载体;
[0022] (2)将上述负载有所述改性助剂的载体浸渍在含有活性组分的化合物的第二溶液 中,然后进行第二干燥和第二焙烧,其中,控制浸渍的条件和第二溶液的种类使得活性组分 以壳层形式分布在所述载体上。
[0023] 在具体制备过程中,为了获得所述壳层分布催化剂,本领域技术人员能够知悉应 该如何控制浸渍的条件和第一溶剂的种类使得改性助剂组分均匀分布在所述载体上,并能 够知悉应该如何控制浸渍的条件和第二溶剂的种类使得活性组分以壳层形式分布在所述 载体上。
[0024] 例如,步骤(1)中所述浸渍通常可以为饱和浸渍,即,所述浸渍的条件通常应该满 足:> 1,其中,为第一溶液的体积,t为所述载体的孔体积,使得所述第一溶液的 量足以将所述载体中的孔隙填充完全,从而并使得所述改性助剂均匀分布在所述载体上。 步骤(2)中所述浸渍通常可以为不饱和浸渍,即,所述浸渍的条件通常应该满足:/Vc = 0. 01-0. 99,优选VVc = 0. 1-0. 8,更优选VVc = 0. 4-0. 6,其中,\为第二溶液的体积,Vc为负载有所述改性助剂的载体的孔体积。其中,所述Ve由负载有改性助剂的载体重量乘以 负载有改性助剂的载体的吸水率得到,负载有改性助剂的载体的吸水率指的是单位重量的 负载有改性助剂的载体的吸水量(毫升/克),其测定方法是将负载有改性助剂的载体(g) 在水(mL)中浸渍2小时,负载有改性助剂的载体(g)与水(mL)的用量比为1:3,之后将吸 水后的负载有改性助剂的载体与水分离,计算负载有改性助剂的载体吸水体积,负载有改 性助剂的载体吸水率=负载有改性助剂的载体吸水体积/负载有改性助剂的载体重量。
[0025] 在所述壳层分布催化剂的制备过程中,所述壳层的厚度可以通过第二溶液的 用量加以控制,当步骤(2)中所述浸渍的条件满足:/Vc = 0.01-0. 99,优选VyVc = 0. 1-0. 8,更优选/Ve = 0. 4-0. 6时,得到的壳层的相应厚度通常为0. 01-0. 6mm,更优选为 0· 03-0. 5mm,最优选为 0· 15-0. 3mm。
[0026] 本发明对所述第一溶液中溶剂的种类没有特别地限定,可以为现有的各种能够将 所述改性助剂的化合物溶解的惰性液态物质,例如,可以选自水、醇、醚、醛和酮中的至少一 种。此外,以所述第一溶液的总重量为基准,所述第一溶液中改性助剂的化合物的含量可以 为0. 1-20重量%,优选为5-12重量%。
[0027] 本发明对所述第二溶液中溶剂的种类也没有特别地限定,可以为现有的各种能够 将所述活性组分的化合物溶解惰性液态物质,但为了更有利于所述活性组分以壳层形式分 布在所述载体上,所述第二溶液中的溶剂优选选自水、醇、醚、醛和酮中的至少一种与表面 活性剂的混合物,更优选为水和表面活性剂的混合物。进一步地,以第二溶液的总重量为基 准,所述第二溶液中活性组分的化合物的含量可以为50-90重量%,优选为70-85重量% ; 所述表面活性剂的含量可以为0. 01-15重量%,优选为1-10重量%。
[0028] 所述表面活性剂可以为现有的各种离子型表面活性剂、非离子型表面活性剂和两 性表面活性剂中的一种或多种。其中,所述离子型表面活性剂通常包括阴离子表面活性 剂和阳离子表面活性剂。所述阴离子表面活性剂的实例包括但不限于:羧酸类阴离子表 面活性剂(如肥皂、油酸钾等)、磺酸盐类阴离子表面活性剂(如烷基苯磺酸钠等)、硫酸 酯盐类阴离子表面活性剂(如十二烷基硫酸钠等)和磷酸酯盐类阴离子表面活性剂(如 (:16!1330?0#&2等)中的一种或多种。所述阳离子表面活性剂的实例包括但不限于:铵盐类阳 离子表面活性剂和/或季铵盐类阳离子表面活性剂(如十六烷基三甲基氯化铵等)。所述 非离子表面活性剂的实例包括但不限于:聚乙二醇型非离子表面活性剂(如脂肪醇聚氧乙 烯醚、烷基苯酚聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯醚和聚氧乙烯脂肪胺、聚氧乙基烷基酰胺等, 且优选聚乙二醇型非离子表面活性剂的聚合度η为5-15,优选为5-9)和/或多元醇型非离 子表面活性剂(如蔗糖、山梨糖醇、甘油醇的衍生物等)。所述两性表面活性剂的实例包括 但不限于:甜菜碱和氨基酸两种类型。此外,所述表面活性剂特别优选为非离子型表面活性 剂。
[0029] 本发明对所述载体的种类没有特别地限定,只要具有一定的强度并能够负载所述 改性助剂和活性组分即可。例如,当所述壳层分布催化剂为费托合成催化剂时,所述载体 可以选自氧化错、氧化娃-氧化错、娃酸错、氧化娃、氧化钛、氧化错和活性炭中的一种或多 种。本发明对所述载体的形状无特殊要求,其可以根据不同要求制成各种易于操作的成型 体,且一般为规则形状,例如可以为球形、片剂形或条形的成型载体等,优选为球形。此外, 所述载体的颗粒直径优选为〇. 7-8mm,更优选为l-6mm,最优选为I. 2-4mm。
[0030] 本发明对所述改性组分和活性组分的种类没有特别地限定,并应该根据具体的反 应类型进行选择。例如,针对费托反应催化剂而言,所述改性助剂可以选自第I A族金属元 素、第II A族金属元素、第IIIA族金属元素、第IVA族金属元素、第I B族金属元素、第IVB族 金属元素、第VIB族金属元素、第W B族金属元素、第VDI族金属元素、第V族金属元素和镧系 金属元素中的一种或多种,优选选自锂、钾、镁、钙、锶、铜、钥、铊、钨、锆、钛、铼、硅、镧、铈、 锰、锌、钒、钼、钯、铑和铱中的至少一种,更优选选自钨、锆、钛、硅、镧和铈中的至少一种。相 应地,所述改性组分的化合物可以为现有的各种含有第I A族金属元素、第II A族金属元 素、第IIIA族金属元素、第IVA族金属元素、第I B族金属元素、第IVB族金属元素、第VIB族 金属元素、第W B族金属元素、第VDI族金属元素、第V族金属元素和镧系金属元素中的至少 一种的化合物,优选为含有锂、钾、镁、钙、锶、铜、钥
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