CN103464209A - 一种成型铁基费托合成催化剂及其制备和应用 - Google Patents
一种成型铁基费托合成催化剂及其制备和应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103464209A CN103464209A CN2012101892257A CN201210189225A CN103464209A CN 103464209 A CN103464209 A CN 103464209A CN 2012101892257 A CN2012101892257 A CN 2012101892257A CN 201210189225 A CN201210189225 A CN 201210189225A CN 103464209 A CN103464209 A CN 103464209A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- catalyst
- iron
- tropsch synthesis
- fischer
- content
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 183
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 title claims abstract description 129
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 92
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 title claims abstract description 62
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 title claims abstract description 57
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 10
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 48
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 46
- 229920003086 cellulose ether Polymers 0.000 claims abstract description 31
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 29
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 29
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims abstract description 21
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 18
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 37
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- VXAUWWUXCIMFIM-UHFFFAOYSA-M aluminum;oxygen(2-);hydroxide Chemical compound [OH-].[O-2].[Al+3] VXAUWWUXCIMFIM-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 13
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 claims description 12
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 9
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 9
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000001866 hydroxypropyl methyl cellulose Substances 0.000 claims description 8
- 229920003088 hydroxypropyl methyl cellulose Polymers 0.000 claims description 8
- 235000010979 hydroxypropyl methyl cellulose Nutrition 0.000 claims description 8
- UFVKGYZPFZQRLF-UHFFFAOYSA-N hydroxypropyl methyl cellulose Chemical compound OC1C(O)C(OC)OC(CO)C1OC1C(O)C(O)C(OC2C(C(O)C(OC3C(C(O)C(O)C(CO)O3)O)C(CO)O2)O)C(CO)O1 UFVKGYZPFZQRLF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- -1 inorganic acid salts Chemical class 0.000 claims description 8
- 229920000609 methyl cellulose Polymers 0.000 claims description 8
- 239000001923 methylcellulose Substances 0.000 claims description 8
- 235000010981 methylcellulose Nutrition 0.000 claims description 8
- 229920001479 Hydroxyethyl methyl cellulose Polymers 0.000 claims description 7
- 229910001679 gibbsite Inorganic materials 0.000 claims description 6
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910001593 boehmite Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 5
- FAHBNUUHRFUEAI-UHFFFAOYSA-M hydroxidooxidoaluminium Chemical compound O[Al]=O FAHBNUUHRFUEAI-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 5
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims description 5
- 235000014413 iron hydroxide Nutrition 0.000 claims description 4
- NCNCGGDMXMBVIA-UHFFFAOYSA-L iron(ii) hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Fe+2] NCNCGGDMXMBVIA-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 4
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052702 rhenium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 4
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N ferrosoferric oxide Chemical compound O=[Fe]O[Fe]O[Fe]=O SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 3
- 229960004887 ferric hydroxide Drugs 0.000 claims description 2
- IEECXTSVVFWGSE-UHFFFAOYSA-M iron(3+);oxygen(2-);hydroxide Chemical compound [OH-].[O-2].[Fe+3] IEECXTSVVFWGSE-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 2
- 150000007522 mineralic acids Chemical class 0.000 claims description 2
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 claims description 2
- 235000005985 organic acids Nutrition 0.000 claims description 2
- NDLPOXTZKUMGOV-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoferriooxy)iron hydrate Chemical compound O.O=[Fe]O[Fe]=O NDLPOXTZKUMGOV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 241000764238 Isis Species 0.000 claims 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 16
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 3
- 238000002791 soaking Methods 0.000 abstract 2
- 238000011282 treatment Methods 0.000 abstract 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 11
- 239000000047 product Substances 0.000 description 9
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 8
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 8
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 8
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 7
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 description 6
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 5
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 5
- 241000219782 Sesbania Species 0.000 description 4
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 description 4
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 4
- 150000002430 hydrocarbons Chemical group 0.000 description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 4
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 4
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 2
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 description 2
- WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K aluminium hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[Al+3] WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- 239000012752 auxiliary agent Substances 0.000 description 2
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 2
- 125000001183 hydrocarbyl group Chemical group 0.000 description 2
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 2
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 2
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 2
- 239000008107 starch Substances 0.000 description 2
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 description 2
- 238000001308 synthesis method Methods 0.000 description 2
- LNAZSHAWQACDHT-XIYTZBAFSA-N (2r,3r,4s,5r,6s)-4,5-dimethoxy-2-(methoxymethyl)-3-[(2s,3r,4s,5r,6r)-3,4,5-trimethoxy-6-(methoxymethyl)oxan-2-yl]oxy-6-[(2r,3r,4s,5r,6r)-4,5,6-trimethoxy-2-(methoxymethyl)oxan-3-yl]oxyoxane Chemical compound CO[C@@H]1[C@@H](OC)[C@H](OC)[C@@H](COC)O[C@H]1O[C@H]1[C@H](OC)[C@@H](OC)[C@H](O[C@H]2[C@@H]([C@@H](OC)[C@H](OC)O[C@@H]2COC)OC)O[C@@H]1COC LNAZSHAWQACDHT-XIYTZBAFSA-N 0.000 description 1
- GAWIXWVDTYZWAW-UHFFFAOYSA-N C[CH]O Chemical group C[CH]O GAWIXWVDTYZWAW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- 229920002134 Carboxymethyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- 239000001856 Ethyl cellulose Substances 0.000 description 1
- ZZSNKZQZMQGXPY-UHFFFAOYSA-N Ethyl cellulose Chemical compound CCOCC1OC(OC)C(OCC)C(OCC)C1OC1C(O)C(O)C(OC)C(CO)O1 ZZSNKZQZMQGXPY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PMVSDNDAUGGCCE-TYYBGVCCSA-L Ferrous fumarate Chemical compound [Fe+2].[O-]C(=O)\C=C\C([O-])=O PMVSDNDAUGGCCE-TYYBGVCCSA-L 0.000 description 1
- 239000006004 Quartz sand Substances 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000219793 Trifolium Species 0.000 description 1
- 239000002671 adjuvant Substances 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000005587 bubbling Effects 0.000 description 1
- 239000001768 carboxy methyl cellulose Substances 0.000 description 1
- 235000010948 carboxy methyl cellulose Nutrition 0.000 description 1
- 229920003064 carboxyethyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- 125000002057 carboxymethyl group Chemical group [H]OC(=O)C([H])([H])[*] 0.000 description 1
- 229920003090 carboxymethyl hydroxyethyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- 239000008112 carboxymethyl-cellulose Substances 0.000 description 1
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 1
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000004587 chromatography analysis Methods 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 239000003034 coal gas Substances 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 239000010779 crude oil Substances 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 1
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 1
- 150000002170 ethers Chemical class 0.000 description 1
- 229920001249 ethyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- 235000019325 ethyl cellulose Nutrition 0.000 description 1
- 125000001495 ethyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 125000004029 hydroxymethyl group Chemical group [H]OC([H])([H])* 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 125000000959 isobutyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])(C([H])([H])[H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 125000001972 isopentyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])(C([H])([H])[H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 125000001449 isopropyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])(*)C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 238000004898 kneading Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 1
- 125000004108 n-butyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 125000000740 n-pentyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 125000004123 n-propyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 1
- 239000012429 reaction media Substances 0.000 description 1
- 238000012827 research and development Methods 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 238000007873 sieving Methods 0.000 description 1
- 239000000741 silica gel Substances 0.000 description 1
- 229910002027 silica gel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 238000005563 spheronization Methods 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 125000000999 tert-butyl group Chemical group [H]C([H])([H])C(*)(C([H])([H])[H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 125000001973 tert-pentyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C(*)(C([H])([H])[H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Catalysts (AREA)
Abstract
Description
技术领域
本发明涉及一种费托合成用催化剂及其制备和应用。
背景技术
20世纪三十年代,费托(FT或F-T)合成最先在德国工业化,随后美国、法国、前苏联及中国等也建立了类似的合成油厂,二战后因该路线合成油代价相对高昂,效益不能与石油竞争而纷纷关闭,只有南非根据本国煤炭资源丰富的国情发展煤制油的费托合成技术(Sasol公司的费托合成工艺)目前仍在不地发展和完善。二十世纪70年代荷兰Shell公司开始了费托合成的研究,他们研制的钴催化剂于1993年在马来西亚建厂投产。近年来,随着石油资源的日趋紧张、原油价格的攀升、对燃料要求的逐步苛刻以及煤和天然气探明储量的不断增加,使FT合成这一领域的研究非常活跃,许多公司在费托合成上进行了研究开发。
铁基催化剂因其具有明显的价格等优势,为一种常见的费托合成用催化剂。例如,目前有负载型铁(ZL01134919.0-活性碳,CN200710172862.2-硅胶,CN200610165099.6-氧化铝)、沉淀铁(CN201110268041.5)和熔融铁骨架铁(ZL98119955.0)催化剂等。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种新的FT合成用催化剂的及其制备和应用。
本发明涉及的内容包括:
1、一种成型铁基费托合成催化剂,含有水合氧化铝、含铁化合物和纤维素醚,所述成型铁基费托合成催化剂的吸水率为0.2-1,δ值为15%以下,Q1为10N/mm以上,
其中,
Q1为未经水浸泡的成型铁基费托合成催化剂的径向压碎强度,
Q2为经水浸泡30分钟并在120℃干燥4小时后的成型铁基费托合成催化剂的径向压碎强度。
2、根据1所述的催化剂,其中,所述成型铁基费托合成催化剂的吸水率为0.3-0.8,δ值为10%以下,Q1为12-20N/mm。
3、根据1所述的催化剂,其中,以所述成型铁基费托合成催化剂为基准,所述纤维素醚的含量为0.5-8重量%,以Fe2O3计的所述含铁化合物的含量为5-70重量%,以Al2O3计的所述水合氧化铝的含量为25-90重量%。
4、根据3所述的催化剂,其中,以所述成型铁基费托合成催化剂为基准,所述纤维素醚的含量为1-6重量%,以Fe2O3计的所述含铁化合物的含量为10-60重量%,以Al2O3计的所述水合氧化铝的含量为35-85重量%。
5、根据4所述的催化剂,其中,以所述成型铁基费托合成催化剂为基准,所述纤维素醚的含量为2-5重量%,以Fe2O3计的所述含铁化合物的含量为15-50重量%,以Al2O3计的所述水合氧化铝的含量为45-80重量%。
6、根据1和3-5中任意一项所述的催化剂,其中,所述纤维素醚选自甲基纤维素、羟乙基甲基纤维素和羟丙基甲基纤维素。
7、根据1和3-5中任意一项所述的催化剂,其中,所述水合氧化铝选自薄水铝石、三水铝石、无定型水合氧化铝和拟薄水铝石中的一种或几种。
10、根据1和3-5中任意一项所述的催化剂,其中,所述含铁化合物选自氧化铁、氢氧化铁、含铁的无机酸盐和含铁的有机酸盐中的一种或几种。
11、根据10所述的催化剂,其中,所述含铁化合物选自氧化铁、氧化亚铁、三氧化二铁、四氧化三铁、氢氧化铁、水合氧化铁。
12、根据1所述的催化剂,其中,还含有选自La、Zr、Ce、W、Cu、Mn、K、Ru、Re、Pt和Pd中的一种或几种助剂组分,以元素计并以催化剂为基准,所述助剂的含量为0.001-25重量%。
13、根据12所述的催化剂,其中,以元素计并以催化剂为基准,所述助剂组分的引入量为0.01-10重量%。
14、一种成型铁基费托合成催化剂的制备方法,包括将水合氧化铝、含铁化合物和纤维素醚混合、成型并干燥,以成型铁基费托合成催化剂为基准,各组分的用量使所述成型铁基费托合成催化剂的吸水率为0.2-1,δ值为15%以下,Q1为10N/mm以上,
其中,
Q1为未经水浸泡的成型铁基费托合成催化剂的径向压碎强度,
Q2为经水浸泡30分钟并在120℃干燥4小时后的成型铁基费托合成催化剂的径向压碎强度,所述干燥的条件包括:温度为80-250℃,时间为1-15小时。
15、根据14所述的方法,其中,以成型铁基费托合成催化剂为基准,各组分的用量使所述成型铁基费托合成催化剂的吸水率为0.3-0.8,δ值为10%以下,Q1为12-20N/mm,所述干燥的条件包括:温度120-180℃,干燥时间为2-6小时。
16、根据14所述的方法,其中,以所述成型铁基费托合成催化剂为基准,各组分的用量使所述成型铁基费托合成催化剂中的所述纤维素醚的含量为0.5-8重量%,以Fe2O3计的所述含铁化合物的含量为5-70重量%,以Al2O3计的所述水合氧化铝的含量为25-90重量%。
17、根据16所述的方法,其中,以所述成型铁基费托合成催化剂为基准,各组分的用量使所述成型铁基费托合成催化剂中的所述纤维素醚的含量为1-6重量%,以Fe2O3计的所述含铁化合物的含量为10-60重量%,以Al2O3计的所述水合氧化铝的含量为35-85重量%。
18、根据17所述的方法,其中,以所述成型铁基费托合成催化剂为基准,各组分的用量使所述成型铁基费托合成催化剂中的所述纤维素醚的含量为2-5重量%,以Fe2O3计的所述含铁化合物的含量为15-50重量%,以Al2O3计的所述水合氧化铝的含量为45-80重量%。
19、根据14和16-8中任意一项所述的方法,其中,所述纤维素醚选自甲基纤维素、羟乙基甲基纤维素和羟丙基甲基纤维素。
20、根据14和16-8中任意一项所述的方法,其中,所述水合氧化铝选自薄水铝石、三水铝石、无定型水合氧化铝和拟薄水铝石中的一种或几种。
21、根据14和16-8中任意一项所述的方法,其中,所述含铁化合物选自氧化铁、氢氧化铁、含铁的无机酸盐和含铁的有机酸盐中的一种或几种。
22、根据14所述的方法,其特征在于,还包括向载体中引入选自La、Zr、Ce、W、Cu、Mn、K、Ru、Re、Pt和Pd中的一种或几种助剂组分的步骤,以元素计并以催化剂为基准,所述助剂组分的引入量不超过25重量%。
23、根据22所述的方法,其特征在于,以元素计并以催化剂为基准,所述助剂组分的引入量为0.01-10重量%。
24、一种费托合成方法,包括在费托合成反应条件下,将含有氢气和一氧化碳的气体与催化剂接触,其中,所述催化剂为1-13任意一项权利要求所提供的催化剂。
本发明的发明人经过深入研究发现,将含铁化合物、水合氧化铝和纤维素醚混合成型,该成型物经干燥后可直接用于费托合成,并表现出较好的活性和选择性。此外,该成型物无需进行高温焙烧,在经水或水溶液浸泡后仍具有良好的强度保持率。所述成型物的这种性质使得通过浸渍方法向所述成型物中进一步方便地引入其他助剂组分成为可能。
在所述成型铁基费托合成催化剂组成的计量中,所述成型铁基费托合成催化剂的总量为:纤维素醚的量以实际引入量计、含铁化合物的量以Fe2O3计、水合氧化铝的量以Al2O3计、引入的其他助剂组分以元素计量的总合。各组分的含量为它们各自与所述总合比值的百分数。
本发明中,δ值用于评价成型物的强度保持率,是由以下公式定义的:
其中,Q1为未经水浸泡的成型物的径向压碎强度,以N/mm计,
Q2为经水浸泡30分钟并在120℃干燥4小时后的成型物的径向压碎强度,以N/mm计。
根据本发明,所述成型物的Q1能够为10N/mm以上,甚至为12N/mm以上。具体地,根据本发明的成型物的Q1可以为12-20N/mm。
本发明中,所述径向压碎强度是按照RIPP25-90中规定的方法测定的。
本发明中,所述吸水率是指干燥的成型物用过量去离子水浸泡30分钟前后的重量变化值与干燥的成型物的重量的百分比值。具体测试方法为:将待测成型物在120℃干燥4小时,然后用40目的标准筛进行筛分,称取20g筛上物作为待测样品(记为w1),将待测样品用50g去离子水浸泡30分钟,过滤后,将固相沥干5分钟,接着称量沥干的固相的重量(记为w2),用以下公式计算吸水率:
本发明中,所述纤维素醚是指纤维素分子中的至少部分羟基被取代或未取代的烃基取代后形成的醚系衍生物,其中,多个所述取代或未取代的烃基可以为相同,也可以为不同。所述烃基优选为烷基(例如:C1-C5的烷基)。本发明中,C1-C5的烷基的具体实例可以包括但不限于:甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、正戊基、异戊基和叔戊基。所述取代的烃基例如可以为被羟基或羧基取代的烷基(例如:C1-C5的被羟基取代的烷基、C1-C5的被羧基取代的烷基),其具体实例可以包括但不限于:羟甲基、羟乙基、羟丙基、羟丁基、羧甲基、羧乙基和羧丙基。
本发明对于所述纤维素醚的种类没有特别限定,可以为常见的各种纤维素醚。具体地,所述纤维素醚可以选自但不限于:甲基纤维素、乙基纤维素、羟乙基纤维素、羟乙基甲基纤维素、羟丙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羧甲基纤维素、羧乙基纤维素和羧甲基羟乙基纤维素。优选地,所述纤维素醚选自甲基纤维素、羟乙基甲基纤维素和羟丙基甲基纤维素。
本发明对于所述水合氧化铝的种类没有特别限定,可以为本领域的常规选择。优选地,所述水合氧化铝选自薄水铝石、三水铝石、无定型水合氧化铝和拟薄水铝石。更优选地,所述水合氧化铝为拟薄水铝石。
根据本发明的成型物,所述含铁化合物可以为本领域常用的各种分子结构中含有铁原子的化合物,优选氧化铁,包括Fe2O3、FeO和Fe3O4中的一种或几种。它们可以是市售的商品,也可以是采用任意已知的现有技术制备。
根据本发明,所述成型铁基费托合成催化剂可由含有至少一种水合氧化铝、至少一种含铁化合物和至少一种纤维素醚的原料制备成型体,并将所述成型体进行干燥而制得的。
可以采用本领域常用的各种方法进行成型。可以采用本领域常用的各种成型方法,例如:挤条、喷雾、滚圆、压片或它们的组合。在本发明的一种优选的实施方式中,通过挤条的方法来成型。为保证成型的顺利进行,在成型时可以向物料(此处为水合氧化铝、含铁化合物与纤维素醚的混合物)中引入助剂和水等(不包括胶溶剂),例如,当采用挤条方法成型时,包括将所述的水合氧化铝和纤维素醚与水、含或不含助挤剂混合,然后挤出成型,得到湿条,再经干燥得到本发明所述的成型物。所述助剂选自淀粉,所述淀粉可以是任意的由植物种子经粉碎得到的粉体,如田菁粉。
根据本发明,所述成型物根据具体使用要求可以具有各种形状,例如:球形、条形、环形、三叶草形、蜂窝形和蝶形。
根据本发明,所述干燥的温度可以为本领域的常规选择。一般地,所述干燥的温度可以为60℃以上且低于350℃,优选为80-250℃,更优选为120-180℃。所述干燥的时间可以根据干燥的温度进行适当的选择,以能够使得最终得到的成型物中挥发分含量满足使用要求为准。一般地,所述干燥的时间可以为1-15小时,更优选为2-6小时。
按照本发明还提供的FT合成方法,其中所述FT合成反应条件为FT合成反应的常规反应条件。例如,按照本领域中的常规方法,首先将催化剂还原,适宜的还原条件包括:还原温度为100℃至800℃,优选为200℃至600℃,进一步优选为300℃至450℃;还原时间为0.5-72小时,优选为1-24小时,进一步优选为2-8小时,所述还原可以在纯氢中进行,也可在氢和惰性气体的混合气中进行,如在氢气与氮气和/或氩气的混合气中进行,氢气压力为0.1-4MPa,优选为0.1-2MPa。
按照本发明提供的FT合成方法,所述将一氧化碳和氢气的混合物与所述催化剂接触反应的条件:优选温度为160~280℃,进一步优选为190~250℃,压力优选为1~8MPa,进一步优选为1-5MPa,氢气和一氧化碳的摩尔比为0.4~2.5,优选为1.5~2.5,进一步优选为1.8~2.2,气体的时空速率为200~10000h-1,优选为500~4000h-1。
所述的接触可以在任何一种类型的反应器中进行,例如固定床反应器、浆态床釜式反应器、流化床反应器或鼓泡床反应器及对应方案。显然,催化剂的颗粒大小根据它们采用的反应方案而变化。对给定反应方案选择最合适的催化剂颗粒粒度,涉及反应物和反应产物在催化剂颗粒、催化剂床层和反应介质中的扩散问题,这属于本领域技术人员的常识。
与现有的技术方法相比,本发明提供的催化剂组合物不仅具有优异的费托合成性能,由其制备方法所决定,本发明提供的费托合成催化剂的制备方法简单、生产成本明显低于现有方法制备的催化剂。
具体实施方式
以下结合实施例详细说明本发明。
以下实施例和对比例中,干基含量是待测样品在600℃焙烧4小时前后的重量变化值与未经焙烧的重量的百分比值。
实施例1-16用于说明根据本发明提供的催化剂及其制备方法。
实施例1
将200g拟薄水铝石粉(购自中国石化催化剂长岭分公司,干基为69.5重量%)、8.0g甲基纤维素、50g氧化铁(深圳硕田科技有限公司)和160g去离子水混合均匀。将得到的混合物送入挤条机中挤出,得到湿条。将挤出的湿条置于烘箱中在150℃的温度下干燥12小时,得到根据本发明提供的催化剂C1。测定得到C1的径向压碎强度、吸水率和δ值,结果在表1中列出。
对比例1
将200g拟薄水铝石粉(购自中国石化催化剂长岭分公司,干基含量为69.5重量%)、5.0mL浓硝酸、4.0g田菁粉和50g氧化铁(深圳硕田科技有限公司)和160g去离子水混合均匀。将得到的混合物送入挤出机中挤出,得到湿条。将挤出的湿条置于烘箱中在150℃的温度下干燥12小时,得到参比催化剂DC1。测定DC1的径向压碎强度、吸水率和δ值,结果在表1中列出。
对比例2
将200g拟薄水铝石粉(购自中国石化催化剂长岭分公司,干基含量为69.5重量%)、5.0mL浓硝酸、8.0g田菁粉和50g氧化铁(深圳硕田科技有限公司)和160g去离子水混合均匀。将得到的混合物送入挤出机中挤出,得到湿条。将挤出的湿条置于烘箱中在150℃的温度下干燥12小时,之后于600℃焙烧4小时,从而得到参比催化剂DC2。DC2的组成为:测定DC2的径向压碎强度、吸水率和δ值,结果在表1中列出。
实施例2
按照实施例1制备干条,用浸渍法选择引入一种助剂金属组分。
称取50.0g的C1(吸水率为0.67),称取7.0g的Zr(NO3)4·5H2O并用水溶解成33.5毫升浸渍液;用浸渍液浸渍催化剂C1,之后于烘箱内160℃下干燥3h,得到Zr改性的催化剂C2。
实施例3
将120g拟薄水铝石(购自中国石化催化剂长岭分公司,干基含量为69.5重量%)、80g三水铝石(购自广西平果铝业公司,干基含量为64.5重量%)、2.0g甲基纤维素、4.0g羟丙基甲基纤维素、6.0g田菁粉、60.0g氧化铁(深圳硕田科技有限公司)和240g去离子水搅拌均匀。将得到的混合物送入挤出机中挤出,得到湿条。将得到的湿条置于烘箱中,在130℃的温度下干燥6小时,测定得到C3的径向压碎强度、吸水率和δ值,结果在表1中列出。
实施例4
称取50.0g的C3(吸水率为0.68),称取3.0g的KNO3并用水溶解成34毫升浸渍液;用浸渍液浸渍催化剂C3,之后于烘箱内120℃下干燥5h,得到K改性的催化剂C4。
实施例5
取Sasol公司生产的拟薄水铝石SB粉200g(干基含量为70.6重量%),55g氧化铁(深圳硕田科技有限公司),加入6.0g羟乙基甲基纤维素和180mL去离子水,充分搅拌混合均匀,通过挤条机混捏均匀后,挤条成型得到成型条。氢氧化铝成型条放置于烘箱中150℃干燥5小时,得到催化剂C5。测定干燥后成型载体的径向压碎强度、吸水率和δ值,结果列于表1。
实施例6
称取50.0g的C5(吸水率为0.66),称取3.0g的Cu(NO3)2并用水溶解成33毫升浸渍液;用浸渍液浸渍催化剂C5,之后于烘箱内130℃下干燥4h,得到Cu改性的催化剂C6。
实施例7
取100g拟薄水铝石粉(购自中国石化催化剂长岭分公司,干基含量为69.5重量%),Sasol公司生产的拟薄水铝石SB粉100g(干基含量为70.6重量%),65g氧化铁(深圳硕田科技有限公司),加入7.0g羟丙基甲基纤维素和185mL去离子水,充分搅拌混合均匀,通过挤条机混捏均匀后,挤条成型得到成型条。氢氧化铝成型条放置于烘箱中120℃干燥5小时,得到催化剂C7。测定干燥后成型载体的径向压碎强度、吸水率和δ值,结果列于表1。
实施例8
称取50.0g的C7(吸水率为0.66),称取2.0g的Mg(NO3)2和2.0g Cu(NO3)2并用水溶解成33毫升浸渍液;用浸渍液浸渍催化剂C7,之后于烘箱内160℃下干燥3h,得到Mg和Cu改性的催化剂C8。
表1
实施例9-16说明本发明提供催化剂的应用及其效果。
在固定床反应器中分别评价催化剂C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8的费托合成反应性能。
原料气组成:H2/CO/N2=64%/32%/4%(体积百份数)。催化剂粒度:40~60目,催化剂装填量为5g,采用25g相同粒度的石英砂稀释。
催化剂还原反应条件:压力为常压,升温速率为5℃/分钟,氢气空速为2000h-1,还原温度为400℃,还原时间为5小时。
反应条件:压力2.5MPa,温度280℃,合成气(原料气)空速2000h-1。
反应进行24小时后取气体样进行色谱分析,其中,CO化碳的转化率、甲烷选择性和C5+烃类选择性列于表2。
对比例3说明参比催化剂的应用及其效果。
按照实施例9-16方法评价催化剂DC1和DC2,其中,CO化碳的转化率、甲烷选择性、C5+烃类选择性和CO2选择性列于表2。
表2
Claims (22)
2.根据1所述的催化剂,其中,所述成型铁基费托合成催化剂的吸水率为0.3-0.8,δ值为10%以下,Q1为12-20N/mm。
3.根据1所述的催化剂,其中,以所述成型铁基费托合成催化剂为基准,所述纤维素醚的含量为0.5-8重量%,以Fe2O3计的所述含铁化合物的含量为5-70重量%,以Al2O3计的所述水合氧化铝的含量为25-90重量%。
4.根据3所述的催化剂,其中,以所述成型铁基费托合成催化剂为基准,所述纤维素醚的含量为1-6重量%,以Fe2O3计的所述含铁化合物的含量为10-60重量%,以Al2O3计的所述水合氧化铝的含量为35-85重量%。
5.根据4所述的催化剂,其中,以所述成型铁基费托合成催化剂为基准,所述纤维素醚的含量为2-5重量%,以Fe2O3计的所述含铁化合物的含量为15-50重量%,以Al2O3计的所述水合氧化铝的含量为45-80重量%。
6.根据1和3-5中任意一项所述的催化剂,其中,所述纤维素醚选自甲基纤维素、羟乙基甲基纤维素和羟丙基甲基纤维素。
7.根据1和3-5中任意一项所述的催化剂,其中,所述水合氧化铝选自薄水铝石、三水铝石、无定型水合氧化铝和拟薄水铝石中的一种或几种。
8.根据1和3-5中任意一项所述的催化剂,其中,所述含铁化合物选自氧化铁、氢氧化铁、含铁的无机酸盐和含铁的有机酸盐中的一种或几种。
9.根据8所述的催化剂,其中,所述含铁化合物选自氧化铁、氧化亚 铁、三氧化二铁、四氧化三铁、氢氧化铁、水合氧化铁。
10.根据1所述的催化剂,其中,还含有选自La、Zr、Ce、W、Cu、Mn、K、Ru、Re、Pt和Pd中的一种或几种助剂组分,以元素计并以催化剂为基准,所述助剂的含量为0.001-25重量%。
11.根据10所述的催化剂,其中,以元素计并以催化剂为基准,所述助剂组分的引入量为0.01-10重量%。
13.根据12所述的方法,其中,以成型铁基费托合成催化剂为基准,各组分的用量使所述成型铁基费托合成催化剂的吸水率为0.3-0.8,δ值为10%以下,Q1为12-20N/mm,所述干燥的条件包括:温度100-180℃,干燥时间为2-6小时。
14.根据12所述的方法,其中,以所述成型铁基费托合成催化剂为基准,各组分的用量使所述成型铁基费托合成催化剂中的所述纤维素醚的含量为0.5-8重量%,以Fe2O3计的所述含铁化合物的含量为5-70重量%,以Al2O3计的所述水合氧化铝的含量为25-90重量%。
15.根据14所述的方法,其中,以所述成型铁基费托合成催化剂为基准,各组分的用量使所述成型铁基费托合成催化剂中的所述纤维素醚的含量为1-6重量%,以Fe2O3计的所述含铁化合物的含量为10-60重量%,以Al2O3 计的所述水合氧化铝的含量为35-85重量%。
16.根据15所述的方法,其中,以所述成型铁基费托合成催化剂为基准,各组分的用量使所述成型铁基费托合成催化剂中的所述纤维素醚的含量为2-5重量%,以Fe2O3计的所述含铁化合物的含量为15-50重量%,以Al2O3计的所述水合氧化铝的含量为45-80重量%。
17.根据12和14-16中任意一项所述的方法,其中,所述纤维素醚选自甲基纤维素、羟乙基甲基纤维素和羟丙基甲基纤维素。
18.根据12和14-16中任意一项所述的方法,其中,所述水合氧化铝选自薄水铝石、三水铝石、无定型水合氧化铝和拟薄水铝石中的一种或几种。
19.根据12和14-16中任意一项所述的方法,其中,所述含铁化合物选自氧化铁、氢氧化铁、含铁的无机酸盐和含铁的有机酸盐中的一种或几种。
20.根据12所述的方法,其特征在于,还包括向载体中引入选自La、Zr、Ce、W、Cu、Mn、K、Ru、Re、Pt和Pd中的一种或几种助剂组分的步骤,以元素计并以催化剂为基准,所述助剂组分的引入量不超过25重量%。
21.根据20所述的方法,其特征在于,以元素计并以催化剂为基准,所述助剂组分的引入量为0.01-10重量%。
22.一种费托合成方法,包括在费托合成反应条件下,将含有氢气和一氧化碳的气体与催化剂接触,其中,所述催化剂为1-11任意一项权利要求所提供的催化剂。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201210189225.7A CN103464209B (zh) | 2012-06-07 | 2012-06-07 | 一种成型铁基费托合成催化剂及其制备和应用 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201210189225.7A CN103464209B (zh) | 2012-06-07 | 2012-06-07 | 一种成型铁基费托合成催化剂及其制备和应用 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN103464209A true CN103464209A (zh) | 2013-12-25 |
CN103464209B CN103464209B (zh) | 2016-08-03 |
Family
ID=49789380
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201210189225.7A Active CN103464209B (zh) | 2012-06-07 | 2012-06-07 | 一种成型铁基费托合成催化剂及其制备和应用 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN103464209B (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109999921A (zh) * | 2019-05-06 | 2019-07-12 | 宁夏大学 | 一种用于费托合成的改性Fe基催化剂及其制备方法与应用 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102247895A (zh) * | 2010-05-20 | 2011-11-23 | 中国石油化工股份有限公司 | 催化剂载体的制备方法以及费托合成催化剂的制备方法 |
-
2012
- 2012-06-07 CN CN201210189225.7A patent/CN103464209B/zh active Active
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102247895A (zh) * | 2010-05-20 | 2011-11-23 | 中国石油化工股份有限公司 | 催化剂载体的制备方法以及费托合成催化剂的制备方法 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
黄大华等: "《混捏法制备NiMo/TiO2加氢脱硫成型催化剂》", 《第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集》 * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109999921A (zh) * | 2019-05-06 | 2019-07-12 | 宁夏大学 | 一种用于费托合成的改性Fe基催化剂及其制备方法与应用 |
CN109999921B (zh) * | 2019-05-06 | 2021-12-07 | 宁夏大学 | 一种用于费托合成的改性Fe基催化剂及其制备方法与应用 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN103464209B (zh) | 2016-08-03 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10220375B2 (en) | Catalyst for fischer-tropsch synthesis and method for preparing the same, and method for preparing modified molecular sieve carrier | |
US9168515B2 (en) | High-selectivity catalyst for production of high-quality gasoline fractions from syngas and its preparation method | |
WO2017012246A1 (zh) | 一种乙酸甲酯的生产方法 | |
CN105457669B (zh) | 一种甲醇制均四甲苯催化剂及其制备方法 | |
CN109331865A (zh) | 一种用于合成气一步法制乙醇并联产甲醇催化剂的制备方法及应用 | |
CN107744810B (zh) | 一种由合成气制高级醇的催化剂及其工艺流程 | |
CN111036278B (zh) | 由合成气制备低碳烯烃的方法 | |
CN102958869B (zh) | 使用含有钴和锰的催化剂从合成气制备烯烃的方法 | |
EP2301663B1 (en) | Catalyst for fischer-tropsch synthesis and method for producing hydrocarbons | |
CN109574798A (zh) | 一种合成气直接生产乙醇的方法 | |
CN107486226B (zh) | 合成气制低碳烯烃的催化剂、制备方法及其用途 | |
WO2017012244A1 (zh) | 一种低级脂肪羧酸烷基酯的生产方法 | |
CN103464209B (zh) | 一种成型铁基费托合成催化剂及其制备和应用 | |
CN111036284B (zh) | 催化剂及其制备方法以及由合成气制备低碳烯烃的方法 | |
CN102911693B (zh) | 一种采用混合催化剂的费托合成方法 | |
CN106552673B (zh) | 一种催化裂解制烯烃催化剂及其制备方法 | |
CN1704390A (zh) | 甲醇转化制烯烃的方法 | |
CN107952469B (zh) | 一种双功能催化剂及其制备方法和应用 | |
CN109701630B (zh) | 用于合成气直接制低碳烯烃的耦合催化剂体系 | |
CN109304218B (zh) | 合成气生产低碳烯烃的催化剂 | |
CN101602006B (zh) | 合成二甲醚的硫改性氧化铝催化剂及其制备方法 | |
RU2674161C1 (ru) | Катализатор для получения синтетических углеводородов из СО и Н2 и способ его приготовления | |
US20130289145A1 (en) | Catalyst for fischer-tropsch synthesis, production method therefor, and production method using fischer-tropsch synthesis catalyst | |
JP5311345B2 (ja) | 含酸素化合物の製造方法 | |
WO2019061342A1 (zh) | 一种合成气直接生产乙醇的方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant |