CN1011664B - 改进的合成气转化催化剂及其制备方法 - Google Patents
改进的合成气转化催化剂及其制备方法Info
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Abstract
一种在还原性活化后用作使合成气转化成烃的催化剂的组成物。该组合物化学式为:
Rua Ab Ce Ox (I)
式中A,a、b、x定义见说明书
该制备方法包括以下步骤:
(A)将金属钌和铈的可溶化合物和任选的一种碱金属化合物的一种或几种溶液,加入到含碱金属或铵的碳酸盐,和(或)碳酸氢盐,和(或)氢氧化物的沉淀剂溶液内,形成含钌和铈以及任选的碱金属的沉淀物,沉淀物是可以热分解成金属和(或)金属氧化物的化合物;
(B)回收步骤(A)所得的沉淀。
Description
本发明涉及到一种用于将主要含一氧化碳和氢气的混合气体(下文中称之为合成气)转化成碳原子数大于1的烃,尤其是转化成汽油沸点范围脂族烃的改进型催化剂的制备方法,还涉及到由此制得的催化剂在使合成气转化成上述烃方面的应用。
用于使合成气转化成烃的费-托法,已为人们所熟知多年,但是该法只是在独特经济因素占优势的南非之类的国家中,才具有工业上的意义。煤和天然气这类代用能源的重要性日益增长,使人们重新对费-托法发生兴趣,认为它是具有吸引力的,而在环保上又是可接受的一条生产高质量运输燃料的途径。
大家早就知道,Ⅷ族金属中的钌,是合成气转化活性最高的催化剂之一。在中等和高于中等的压力下,其产物为高分子量石蜡;在低压下主要是甲烷。近期公布的一些专利,例如美国专利第4,042,614、4,171,320、4,206,134、4,413,064和4,410,637号,和英国专利第A-2,119,277号,描述并声称,采用以钌为活性组分的催化剂,可以由合成气制得不同的产品。
美国专利第4,042,614号描述了一种采用以含钛氧化物为载体的钌催化剂,由合成气选择合成包括链长为C2到C10在内的烯烃的方法。上述催化剂中的含钛氧化物载体选自TiO2、Zr TiO4、TiO2-C、TiO2-Al2O3、TiO2-SiO2、碱土金属钛酸盐、稀土金属钛酸盐和其混合物。
美国专利第4,171,320号描述了一种采用钌催化剂由合成气合成包括链长为C2到C5在内的烯烃的方法。钌催化剂的载体选自V2O3、Nb2O5、Ta2O5、Al2O3-V2O3、Al2O3-Nb2O5、Al2O3-Ta2O5、SiO2-V2O5、SiO2-Nb2O5、SiO2-Ta2O5、V2O3-C、Nb2O5-C、Ta2O5-C、碱土金属-ⅤB族的氧化物,碱金属-ⅤB族的氧化物、ⅣB族-ⅤB族的氧化物和其混合物。
美国专利第4,206,134号描述了一种采用以含锰氧化物为载体的钌催化剂,在压低甲烷产率的情况下,由合成气强化合成C2~C4烯烃的方法。其中所述的含锰氧化物载体选自MnO、Al2O5-MnO、SiO2-MnO、MnO-C、ⅣB族-锰的氧化物、ⅤB族-锰的氧化物、碱土金属-锰的氧化物和其混合物。
美国专利第4,413,064号描述了一种合成气转化的方法,由合成气得到的产物中柴油馏程中的直链烷烃含量很高,采用的催化剂主要含钴、氧化钍或氧化镧和钌,载体为r-氧化铝、η-氧化铝或其混合物。所述催化剂是通过粉碎的氧化铝与(A)钴盐的水浸渍溶液和(B)钌盐和钍盐或镧盐的非水有机浸渍溶液接触而制得。
美国专利第4,410,637号描述了一种由合成气制备基本上由C5~C12烃组成的混合烃的方法。所用催化剂含铁、镍、钴、铬和(或)钌等中的一种或几种,载体为magadite,是一种层状结晶硅酸盐,能在层间吸收金属离子或金属盐。
Kieffer等人在“化学通迅(Chemical Communication)”(1983年,763~764页)中,描述了一氧化碳和氢气在稀土金属氧化物催化剂上的反应。所研究的催化剂有Pd-La2O3和Pd-Dy2O3,两者都是用浸渍法制备的。
最后,英国专利第A-2,119,277号描述了一种由氢气和一氧化碳的混合物或氢气和二氧化碳的混合物来选择合成烯烃的催化剂。该催化剂包含沉积在含二氧化铈的载体中的钌羰基化合物。实施例3中公开了用RuCl3·3H2O水溶液[钌含量为0.62%(重量)]浸渍二氧化铈制得的催化剂。这种浸渍催化剂用于合成气转化时(试验9),产生了不希望的高产率甲烷(35.7%),而希望要的烯烃选择性却很低(1.6%)。
在我们的欧洲专利申请公开号10169743(BP Case No.5890)中,描述了制备一种组合物的方法。所制得的组合物在还原性活化后,用作催化剂,将合成气转化成碳原子数大于1的烃。这种组合物的化学式为:
式中:
A是一种碱金属,
X是一个数字,表示满足其它元素对氧的价需要数,
a大于0并小于1%(重量)(按组合物的总重量计算),
b在0到10%(重量)范围内(按组合物的总重量计算),
Ce和O为组合物的其余部分。
其制备方法包括以下步骤:
(A)将金属钌和铈的可溶性盐和含碱金属或铵的碳酸盐和(或)碳酸氢盐和(或)氢氧化物的沉淀剂在溶液中混在一起,这样就可形成含钌和铈的沉淀物,该沉淀物可热分解为其氧化物;
(B)同收步骤(A)所得的沉淀。
在上面特别叙述的该发明的具体实施方案中,将沉淀剂的水溶液加到金属水溶性盐的水溶液中。
我们现在意外地发现,当将钌和铈化合物和任选的一种碱金属化合物的一种或几种溶液加入到沉淀剂溶液中时,可得到高活性和长寿命的催化剂,不过加入次序与以前所描述的次序相反。
因此,本发明提供了一种制备经还原性活化后,可作为使合成气转化成碳原子数大于1的烃的催化剂的组合物的方法,该组合物的化学式为:
式中:
A是一种碱金属;
X是一个数字,表示满足其它元素对氧的价需要数;
a大于0并小于5%(重量)(按组合物的总重量计算);
b在0到10%(重量)范围内(按组合物的总重量计算);
Ce和O为组合物的其余部分。
制备方法包括以下步骤:
(A)将金属钌和铈的可溶化合物和任选的一种碱金属化合物的一种或几种溶液,加入到含碱金属或铵的碳酸盐和(或)碳酸氢盐和(或)氢氧化物的沉淀剂溶液内,形成含钌和铈以及任选的碱金属的沉淀物,沉淀物是可以热分解成金属和(或)金属氧化物的化合物;
(B)同收步骤(A)所得的沉淀。
化学式(Ⅰ)中的a最好小于1%(重量)。
化学式(Ⅰ)中的A是一种碱金属,最好是钾。碱金属的量b最好大于0,可高达5%(重量);以高达2%(重量)为最适宜。
在本方法的步骤(A)中,将金属钌和铈以及任选的碱金属的可溶化合物的一种或几种溶液,加到含碱金属或铵的碳酸盐和(或)碳酸氢盐和(或)氢氧化物的沉淀剂溶液中,生成含钌和铈以及任选的碱金属的沉淀
物,沉淀物的形式是可以热分解成金属和(或)其氧化物的化合物。
在较好的本方法的具体实施方案中,步骤(A)可以连续操作,办法是向沉淀区同时送入金属钌和铈以及任选的碱金属的可溶化合物的一种或几种溶液,以及沉淀剂溶液,并加以混合,生成含钌和铈以及任选的碱金属的沉淀物,沉淀物是可以热分解成金属氧化物的化合物形式。沉淀区可为一容器,该容器配备有分别引入钌和铈以及任选的碱金属的可溶化合物溶液和沉淀剂溶液的装置,分别引入溶液的装置要安排得能达到溶液的混合,还配有搅拌装置、PH测定装置和连续引出悬浮沉淀物的装置(如溢流管)。
所用的溶液宜为水溶液。钌和铈的化合物和任选的碱金属化合物,可以溶在分开的溶液中,并按任何顺序将其加入沉淀剂溶液中,或将上述化合物溶在一个单一的溶液中,一起加到沉淀剂中。
虽然可以用任何可溶性钌和铈的化合物,但通常认为方便的是用氯化物形式的钌,因为这是市场上现成形式的钌化物,采用的铈是其硝酸盐,例如硝酸铈。如果需要,可以采用市场上供应的除铈外还含有稀土金属的硝酸铈。
步骤(A)的沉淀剂可以是碱金属的碳酸盐和(或)碳酸氢盐和(或)氢氧化物。可以不用预制的碳酸盐或碳酸氢盐而用上述盐的母体,例如水溶性盐和二氧化碳。还可以采用可热分解成二氧化碳和氨的尿素。在任何情况下,上述化学式(Ⅰ)中的b之值均大于0,如果需要,可通过洗涤或加入另外的碱金属化合物对b值进行调节。另外,还可以采用碳酸铵和(或)碳酸氢铵和(或)氢氧化铵作沉淀剂,在此情况下,最初制备的催化剂的b值为零,但需要时,以后可以通过加入碱金属对此值进行调整。最好是用混入(或不混入)碱金属碳酸氢盐(例如碳酸氢钾)的碳酸氢铵作沉淀剂。
可以使可溶性金属钌和铈的化合物适当地在温度范围为0到100℃下合并在一起。在本发明的一个较好的实施方案中,适宜的温度范围为60到100℃,最适宜的为80到100℃。在本发明的另一实施方案中,适宜的温度低于50℃,最适宜的温度低于30℃,例如环境温度。
沉淀的生成可适宜地在PH值约高于6下进行,最适宜的PH值范围为6到10。在整个沉淀步骤中,最好是使PH值在上述范围内基本不变。通过使用大大过量的沉淀剂(例如约为完全沉淀所需的理论化学计算量的7倍),可适当地保证PH值基本上不变。另一种办法是采用适宜的缓冲剂。
在步骤(A)的连续操作中,最好是以保证使PH值在上述范围内基本不变的相对速率供给溶液。为了得到基本不变的PH值,可能需要另外送入无机碱溶液,例如氨水。
为了改进催化剂的均匀性,最好是在沉淀过程中用机械搅拌器适当地搅拌混合物。
所采用的钌和铈的化合物和沉淀剂的量应该能够满足式(Ⅰ)中化学计算量的关系。另外,在制备过程中的任一后续点,通过再加碱,或者通过洗涤之类的方法,以补充或减少组合物的碱金属含量。
在步骤(B)中,对步骤(A)中所得到的沉淀物进行回收。可适当地采取过滤完成此过程,但是也可采用其它的方法来分离固体和液体,例如采用离心法。回收之后,最好是适当地用水洗涤沉淀物,以便脱除不需要的残存可溶物。对沉淀物进行干燥也是必要的,以低于180℃的温度为宜,例如约100到150℃。在干燥步骤中可能发生某些热分解反应。
含在步骤(B)中所回收的沉淀中的可热分解的化合物,最好是在单独的步骤(C)中进一步热分解。这可以在适宜的非还原气氛(例如在氮气之类的惰性气流中)中,在150到600℃的适宜温度范围内,通过加热沉淀物来实现。
为了将化学式(Ⅰ)的组合物转化成用于将合成气转化成碳原子数大于1的烃的催化剂,一般需要在高温下适当地与还原气(例如氢气、一氧化碳或其混合气)接触,以还原性地活化该组合物。合适的还原气的实例是氢,可用氩一类惰性气稀释。一般说来,所采用的适宜条件可以是:压力范围为1到100巴,温度范围为150到600℃,时间为24小时或更长。还原性活化可以在用作合成气转化催化剂以前,作为一个单独的步骤来完成,或者可以作为一个预处理步骤并入合成气转化过程,最好是后者。
熟悉本技术的人员容易认识到,在某些情况下,可以将热分解步骤和还原性活化步骤合并成一个单一的步骤。
据信,共沉淀催化剂基本上不同于浸渍催化剂,而且这种不同会反映在其催化性能上。
本发明还提供了一种由合成气制备碳原子数大于1的烃的方法。该方法包括在温度范围为190~400℃和压力范围约1到100巴下,将合成气与含有还原性活化的式(Ⅰ)组合物的催化剂接触。该组合物是按下述方法制得的:
(A)将金属钌和铈的可溶化合物和任选的一种碱金属化合物的一种或几种溶液,加入到含碱金属或铵的碳酸盐和(或)碳酸氢盐和(或)氢氧化物的沉淀剂溶液内,形成含钌和铈以及任选的碱金属的沉淀物,该沉淀物是可以热分解成金属和(或)金属氧化物的化合物;
(B)回收步骤(A)所得到的沉淀。
化学式(Ⅰ)的组合物的还原性活化可以在合成气转化反应器之外作为一个单独的步骤进行,也可以在合成转化反应器之内作为一单独的步骤在合成气转化之前进行,或者可以在合成转化反应器之内在合成气转化的条件下进行。
我们已经注意到,可以由周期性地用氢气处理催化剂而得到好处。这可以适当地通过在过程中不时地切断一氧化碳进料而实现。
如本技术领域的技术人员所熟知,合成气主要含一氧化碳和氢气,但根据合成气的来源和净化程度的不同,也可能含有少量的二氧化碳、氮气和其它惰性气体。
制备合成气的方法在技术上是成熟的,一般包括含碳物质(例如煤)的部分氧化。另外,合成气也可以通过甲烷蒸汽的催化转化之类的方法制备。为达到本发明的目的,一氧化碳与氢气的适宜比例范围可以在2∶1到1∶6。虽然由上述方法生产的合成气中一氧化碳与氢气之比可能不同于上述范围,但可以通过增加一氧化碳或氢气,适当地加以改变,或者可通过本技术领域的技术人员所熟知的、所谓的变换反应进行调整。
在烃生产方法的改进方面,可以在催化剂中加进一种惰性物质,例如氧化硅。
在一种较好的实施方案中,可将催化剂与沸石或者柱状粘土(pallared clay)之类的酸性组分合在一起。
沸石或柱状粘土可与组合物物理混合,形成密切混合的床层,或者以分层床层的形式分开,沸石或柱状粘土成为床层的一部分,催化剂成为床层的另一部分。在物理混合时,沸石或柱状粘土可以在还原性活化之前或之后与组合物混合。另外,在制备化学式(Ⅰ)的组合物过程中,共沉淀(步骤A)可以在有沸石或柱状粘土的存在下进行,特别是当沉淀剂是碳酸铵和(或)碳酸氢铵和(或)氢氧化铵时。
适合的沸石是MFI型沸石,例如在美国专利第3,702,886号中所描述的ZSM-5,但是还可以采用其它适合的高硅结晶铝-或镓-硅酸盐沸石。
例如在英国专利第A-2,059,408号、美国专利第A-4,216,188号、美国专利第A-4,248,739号、美国专利第A-4,515,901号和美国专利第A-4,367,163号中描述了适合的柱状粘土。特别适合的柱状粘土是在我们待批准的欧洲专利第A-015 0898号(BP Case No.6035)
中所描述的甲硅烷基化柱状粘土。上述专利公布文件被引用在这里作为参考。
温度最好是在250到350℃的范围内,压力最好是在10到50巴的范围内。适合的气体体积空速范围可为100到20,000小时。
本方法可以在固定床反应器、流化床反应器、移动床反应器或淤浆反应器中间歇地或连续地进行。
由本发明方法制得的催化剂除具有高活性和长寿命之外,还具有低的甲烷和二氧化碳选择性,因此,在形成不需要的副产物方面的碳损耗可以尽量降低。
现在,通过下面的实施例对本发明作进一步说明。
A.催化剂制备
实施例1
将溶于蒸馏水(100立方厘米)中的RuCl3(H2O)3(0.3974克,1.52毫摩尔)滴加到剧烈搅拌下的体积为750立方厘米的Ce(NO3)3·(H2O)6(75.40克,173.64毫摩尔)的蒸馏水溶液中。然后,将KNO3(1.1421克,11.30毫摩尔)的蒸馏水(50立方厘米)溶液滴加到搅拌下的氯化钌/硝酸铈的水溶液中。用大约1小时将含钌/铈和钾的溶液加到新配制的体积为2500立方厘米的NH4HCO3(299.7克,3.79毫摩尔)的蒸馏水溶液中。在整个沉淀过程中,碱的PH值维持在8.7~8.8。在所有试剂加完之后,继续搅拌0.25小时,将混合物真空过滤,得到浅灰色的浆料和浅黄色的滤液。将浆料与蒸馏水(3000立方厘米)一起剧烈搅拌0.25小时,然后真空过滤。重复上述步骤三次,在最终的真空炉干燥(116℃、17毫米汞柱、约24小时)之前,在真空过滤器上对灰色固体部分干燥。将干固体(约25克)磨成细粉末,然后在
10~11吨力下,在3.5厘米压模中压制成形。将压制的固体磨碎,并过筛成500~1400微米的小颗粒。取一部分(约20克)供下面的热处理:
(a)用N2吹扫(约50立方厘米/分钟):20℃ (10℃/分钟)/()
10℃/分钟450℃/3小时→20℃
(b)用H2吹扫(约50立方厘米/分钟):20℃ (2℃/分钟)/()
2℃/分钟225℃/8小时→320℃/6
小时→20℃
将热处理过的催化剂暴露在空气中,并贮藏在含有空气并带螺旋盖的瓶内。
实施例2
除了在沉淀过程中,PH值控制在较低的范围(PH值为8.40~8.65)外,重复实施例1的步骤。
实施例3
除了使用近3倍量的试剂制取64.70克的产品凝胶以外,其余方法与实施例1相似。以50立方厘米/分钟的速率将RuCl3/Ce(NO3)3溶液加到NH4HCO3水溶液中。所以试剂的加入是在与较小规模的实施例1和2的制备中大致相同(69分钟)的时间内完成的。在制备过程中,NH4HCO3溶液的PH值由8.16升高到8.68。
实施例4
用NH4HCO3的连续沉淀
本实施例中用的设备如图1所示。参照附图1,1为不锈钢恒液面的混合罐,2为沉淀剂输入环,3为待沉淀的含金属溶液输入管,4为桨式搅拌器,5为PH电极,6为溢流管。
溶液A
将RuCl3(H2O)3(12.085克,46.23毫摩尔)溶于蒸馏水(0.40升)中,并滴加到剧烈搅拌下的体积为3升的Ce(NO3)3·(H2O)6(303克,0.698摩尔)的蒸馏水溶液中。然后将KNO3(4.700克,46.24毫摩尔)的蒸馏水(0.20升)溶液滴加到正在搅拌下的氯化钌/硝酸铈溶液中。在下文中称此溶液为溶液A。
溶液B
将NH4HCO3(1.20千克,15.18摩尔)溶于10升蒸馏水中。在下文中称此溶液为溶液B。
方法:
参照图1,用蠕动泵(图中未绘出)将溶液A通过管3,溶液B通过沉淀剂输入环2,同时送入恒液面混合罐1内,进料的速度比要刚好将混合罐内物料的PH控制在8.0和8.7之间(PH电极5所测得)。通过迅速旋转的搅拌器4使溶液A和溶液B有效地混合。通过溢流管6稳定地引出悬浮的沉淀,并在3个5升瓷漏斗/烧瓶上过滤,以得到浅灰色的固体和浅黄色的滤液。用过滤器将每份固体吸干约2小时,并放在空气中17小时。在干燥过程中,固体的颜色有些变深。将3个瓷漏斗中的固体合在一起,可得总量为916.3克的产物。
将湿滤饼分成C(279.3克)和D(630克)两份。
将D份与蒸馏水(2升)一起进行剧烈搅拌,并过滤。再重复这种洗涤步骤二次,最后,对固体进行真空干燥(100℃,17毫米汞柱,17小时),得到60.75克干凝胶。
然后用实施例1介绍的方法对干凝胶进行压制和热处理。
实施例5
用KHCO3的连续沉淀
除用KHCO3代替NH4HCO3外,重复实施例4所介绍的方法,并用下列的试剂量。
溶液A
(ⅰ)RuCl3(H2O)3[155克;5.93摩尔,溶于蒸馏水(0.040升)中],
(ⅱ)KNO3[4.667克,46.17毫摩尔,溶于蒸馏水(0.20升)中],
(ⅲ)Ce(NO3)3(H2O)6[302.86克,0.697摩尔,溶于蒸馏水(10升)中]。
将溶液(ⅰ)加到溶液(ⅲ)中,将溶液(ⅱ)加到溶液(ⅰ)和(ⅲ)的混合溶液中。
溶液B
KHCO3[1520.9克,15.19摩尔,溶于蒸馏水(10升)中]。
在PH值为7.70和7.90之间进行共沉淀。
真空过滤出沉淀的固体,取得浓稠的金属银色浆料。
用(ⅰ)10升蒸馏水、(ⅱ)12升蒸馏水和(ⅲ)10升蒸馏水洗涤干燥后的固体,然后于110℃下在空气中干燥17小时。
按实施例1中所介绍的方法压制和热处理干燥固体。
实施例6
用NH4HCO3的大规模连续沉淀
采用下述的试剂量,重复实施例4所介绍的方法。
溶液A
(ⅰ)RuCl3(H2O)3[43.46克,166.24毫摩尔,溶于蒸馏水(11.2升)中],
(ⅱ)KNO3[130.66克,1292.47毫摩尔,溶于蒸馏水(5.6升)中],
(ⅲ)Ce(NO3)3(H2O)6[8.48千克,19.53摩尔,溶于蒸馏水(84升)中]。
将溶液(ⅰ)加到溶液(ⅲ)中,将溶液(ⅱ)加到溶液(ⅰ)和(ⅲ)的混合溶液中。
溶液B
NH4HCO3[4.80千克,60.72摩尔,溶于蒸馏水(40升)中]。用0.880氨水将共沉淀的PH值调到8.50。
对共沉淀得到的浅灰色沉淀进行真空过滤,并用50~55升蒸馏水洗涤3次。所得的湿滤饼在110℃下于空气中干燥30小时。
筛出小于1厘米的干凝胶,并用下述方法在氮气中焙烧:
N2吹扫(3升/分钟)/20℃ (3小时)/() 450℃/6小时 (14小时)/() 20℃ 7千克凝胶
然后在“Z”刀型混合器中将氮焙烧过的凝胶与蒸馏水(0.6升/千
克)混合。最后,在30℃的空气中干燥30小时。
压碎成粉末,并筛取小于1毫米的粉末,然后与硬脂酸在干态下混合(2克酸对100克干凝胶)。
然后用Manesty B3 B16型多孔制片机(Manesty B3 B16 station multiple punch tablet maker)将混合物压片,制得直径4.8毫米×长4.0毫米的柱状片。在试验前,将上述片压碎并筛出250~500微米的粉末。
B.催化剂试验
实施例7
(ⅰ)方法
将实施例1制得的催化剂4立方厘米与粒度相同的碎瓷球6立方厘米混合,装入固定床反应器。在225℃、75立方厘米氢/分钟和常压下还原16小时。然后借助合成气(H2∶CO=2∶1)将压力升到30巴(表压),并在2小时将床层加热到305~315℃。此时,停止CO流2小时,然后,再通入CO,将壁温降低,使床温为295~300℃。然后保持上述条件不变,直到达到稳态,此后按要求改变过程参数。
(ⅱ)结果
将在不同试验时间和不同温度下取得的数据列于表1。试验连续进行了2200小时。在此期间,床温在300℃和314℃之间变动,与之相应的CO转化率在37%和88%之间。在试验的前350小时内,按CO转化率、CH4选择性和CO2选择性所取得的数据绘于附图2。
由附图可见,催化剂大约在运转100小时后转入稳定,在整个试验中,
CO2选择性一直很低。在不变的转化率下,甲烷选择性一直很低。而且,从在不同试验时间,虽然中间有温度变化,同样的温度下,可获得同样的转化率这一意义上说,催化剂是具有重现性的。
在350小时到2200小时运转期间,催化剂的性能保持不变。
实施例8
(ⅰ)方法
用实施例4制得的催化剂代替实施例1制得的催化剂,除催化剂是在305℃(30巴氢气,111立方厘米/分钟)下还原6小时外,重复了实施例7的方法。在47小时运转后,停止CO流,用氢气处理催化剂1小时。
(ⅱ)结果
试验结果列于表2。
由表中数据可以看出,在相同的CO转化率下,47小时运转后,用氢气处理催化剂,可使甲烷选择性大大降低,并降低CO选择性。
实施例9
(ⅰ)方法
用实施例5制得的催化剂代替实施例1制得的催化剂,除催化剂在305℃(30巴氢气,111立方厘米/分钟)下还原6小时外,重复了实施例7的方法。
(ⅱ)结果
试验结果列于表3。
由表中数据可以看出,甲烷选择性很低。特别具吸引力的结果是,在
转化率为81.47%(运转17小时)时,甲烷选择性仅为10.66%,CO2选择性仅为3.59%。
实施例10
(ⅰ)方法
按下述的温度要求,将实施例6制得的催化剂2立方厘米在氢气流(83.4立方厘米/分钟)中还原:
100℃1小时,接着200℃1小时,然后300℃16小时,接着冷却到200℃。
然后,将催化剂暴露于合成气(H2∶CO=2∶1)(83.4立方厘米总流/分钟)中平衡1小时。将温度调节到250℃,约放0.5小时,然后升高到270℃,再每次升10℃将温度提高到290℃,最后每次升1℃,升到操作温度(约300℃)。
试验结果列于表4。
表内的结果证明了催化剂的灵活性,特别是在500小时的运转中,在低的CH4和CO2选择性下,获得了高的CO转化率。
Claims (6)
1、一种制备在还原性活化后,可作为使合成气转化成碳原子数大于1的烃的催化剂组合物的方法,该组合物具有下式(Ⅰ):
式中:
A是一种碱金属,
X是一个数字,表示满足其它元素对氧的价需要数,
a大于0并小于5%(重量)(按组合物的总重量计算),
b在0到10%(重量)范围内(按组合物的总重量计算),
Ce和O为组合物的其余部分;
该制备方法包括以下步骤:
(A)在PH值为6-10条件下,将金属钌和铈的可溶化合物和任选的一种碱金属化合物的一种或几种溶液,加到含碱金属或铵的碳酸盐和(或)碳酸氢盐和(或)氢氧化物的沉淀剂溶液内,形成含钌和铈以及任选的碱金属的沉淀物,沉淀物是可以热分解成金属和(或)金属氧化物的化合物;
(B)回收步骤(A)所得的沉淀。
2、根据权利要求1的方法,其中在式(Ⅰ)中的a之值小于1%(重量)。
3、根据权利要求1或2的方法,其中步骤(A)是通过下述方法实现的,即向沉淀段同时加入并混合金属钌和铈的可溶化合物和任选的碱金属化合物的一种或几种溶液以及一种沉淀剂溶剂,形成含钌和铈以及任选的碱金属的沉淀物,沉淀物是可以热分解成金属和(或)金属氧化物的化合物。
4、根据权利要求1的方法,其中含在步骤(B)中所回收的沉淀物内的可热分解化合物,是在单独的步骤(C)中热分解的。
5、根据权利要求1的方法,其中的PH值在整个沉淀过程中基本上保持不变。
6、根据权利要求1的方法,其中的沉淀是在温度低于30℃下进行的。
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