CN114768823B - 一种合成气加氢制备油品的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于油品合成领域,具体涉及一种合成气加氢制备油品的方法。针对现有费托合成反应铁基催化剂上副产物CO2选择性难以得到有效抑制的问题,本发明提出通过制备新型铁基催化剂,有效降低CO2的选择性,提高催化剂选择性和反应效率的方法。本发明先采用沉淀法制备FeMnCuSi前驱体,对其表面进行两步骤组合硅烷化改性处理,得到新型S‑FeMnCuSi催化剂,将其用于费托合成反应时,能有效抑制CO2的选择性至1mol%以下;同时催化剂表现出优良的抗烧结性和反应稳定性。本发明具有催化剂成本低、反应高效、工艺操作简单等优点,具有良好的工业应用前景。
Description
技术领域
本发明属于油品合成领域,具体涉及一种合成气加氢制备油品的方法。
背景技术
石油资源的开采和利用推动了人类社会的迅速发展。但石油化工的迅猛发展导致石油资源的不断枯竭。从2019年开始,我国的年原油进口量就突破了5亿吨。我国的能源结构是富煤少油。从煤炭资源出发制备生产和生活必须的油品和化学品,对于我国能源战略安全和产业结构调整都具有重要的意义。费托合成技术(F-T合成)可将煤基合成气(CO+H2)经催化转化为油品,因此被视为煤炭资源转化利用的常用路线之一,具有广阔的应用前景。
铁基催化剂是F-T合成最常用的催化剂之一,也是目前我国F-T合成的工业催化剂体系。该体系具有价格低廉、操作范围宽和产物分布可调性强等特点,特别适合用于低H2/CO比的煤基合成气的F-T合成。但它在催化F-T合成反应的同时,也不可避免地催化水煤气变换反应(WGS),导致副产物CO2的选择性较高,常在40mol%左右。抑制铁基催化剂的WGS反应活性和CO2选择性,有效提高催化剂的选择性,是这一过程的关键技术挑战之一。
目前,常用的策略之一是调控铁基催化剂的制备方式,制备出具有特殊形貌结构的铁基催化剂。为此专利CN 112156784A公开了一种具有层状结构、“花状”形貌的铁基体系的制备方法,该体系是铁氧化物和麦羟硅钠石的纳米链仿花状衔连构成。在催化F-T合成反应时,该催化剂虽然表现出较高的低碳烯烃选择性,但其CO2选择性仍然较高,在25.9%以上。另一策略是通过制备条件和催化剂还原工艺的调控,制备出具有高活性的铁活性相。为此,专利CN111905747A公开了一种由氧化铁还原为活性相FexM的制备方法,其中,M为B、N或Si。相比传统铁碳化物活性相,该活性相能够有效调变催化剂的产物选择性,将CO2选择性调控至13.5~16.2mol%之间。专利CN 112569988A公开了一种制备含ε/ε′型和θ型碳化铁组合物的方法。该组合活性相在催化F-T合成反应时,可将CO2选择性最低调控至3.5%。专利CN 112569994A、CN 112569980A分别公开了制备含ε/ε′型、χ型和θ型碳化铁组合物以及含ε/ε′型和χ型碳化铁组合物的方法。
近年来,研究者又提出了一种新的策略:将铁基催化剂表面进行疏水化处理,通过提高催化剂表面的疏水性,来抑制WGS反应,降低CO2选择性。为此专利CN 113171775A公开了一种疏水型碳壳包覆的核壳型铁基催化剂的制备方法。该发明首先利用水热法制得疏水性的金属有机骨架材料MIL-101(Fe)@NPG,然后对该材料进行煅烧处理,得到碳包裹的铁基催化剂。该催化剂能够避免反应过程生成的水进入催化剂内部,从而抑制水煤气变换反应,将CO2的选择性降至2.5~5.4%之间。但催化剂的制备需要消耗大量价格昂贵的有机配体如对(间、联)苯二甲酸,它们在煅烧处理时会发生分解反应而不能循环利用,导致催化剂的成本较高,难以工业化应用;此外,这些有机配体的酸性会腐蚀设备。专利CN 112007655A公开了一种疏水性氧化硅包覆的氧化铁锰催化剂的制备方法。该发明首次在铁锰氧化物上包覆一层氧化硅壳,然后通过硅烷化处理将氧化硅的亲水性表面转变成疏水性的表面,进而得到疏水性氧化硅包覆的氧化铁锰催化剂。但疏水性氧化硅壳的存在虽然抑制了CO2的生成,但也会不可避免地覆盖相当一部分的表面铁活性位点,这导致催化剂在常规F-T合成温度范围内(260~280℃)活性较低(<17%)。综上所述,对于F-T合成铁基催化剂而言,在CO转化率不低的情况下,显著降低其CO2选择性,提高催化剂效率,仍然是关键技术挑战之一。
发明内容
针对目前F-T合成铁基催化剂上副产物CO2选择性难以得到有效抑制的问题,本发明提供了通过制备一种新型铁基催化剂,用于有效抑制WGS反应活性和CO2选择性,提高F-T合成反应效率的方法。
为了达到上述目的,本发明采用了下列技术方案:
一种合成气加氢制备油品的方法,其特征在于包括以下步骤:(1)铁基前驱体的制备;(2)铁基前驱体的硅烷化改性处理,得到铁基催化剂;(3)催化剂的还原和合成气加氢制油品的反应。
将煤基合成气(CO+H2)经F-T合成反应制备油品和化学品,对于我国能源战略安全和产业结构调整都具有重要的意义,具有广阔的应用前景。铁基催化剂是F-T合成常用的催化剂之一,也是目前我国F-T合成的工业催化剂体系。但它在此过程中也不可避免地催化水煤气变换反应,生成大量副产物CO2。抑制铁基催化剂的WGS反应活性和CO2选择性,有效提高催化剂的选择性,是这一过程的关键技术挑战之一,也有利于F-T合成技术的推广和应用。
费托合成铁基催化剂一般是通过共沉淀的方式制备而得。其制备方式常导致催化剂表面存在大量羟基。此外,催化剂在还原和反应过程中,会产生大量的水。这些水分子容易吸附在催化剂表面的缺陷位点上,产生新的表面羟基。这些羟基的存在使得催化剂表面具有亲水性,能吸附活化反应过程中产生的水分子,导致催化剂表面水分子的浓度较高;此外,它们还能吸附反应物、中间物或直接参与反应;这些都能促进WGS反应。因此,要有效抑制WGS反应的发生,需要对固体催化剂表面的羟基进行充分屏蔽,并且使得催化剂表面具有强疏水性。
催化剂表面经硅烷化处理之后,在反应之前还需经过还原处理。还原处理的目的在于将催化剂表面氧化态的铜还原为活性的金属态铜,使之具有反应活性。
进一步,所述的铁基前驱体的制备方法为并流共沉淀法,具体包括以下步骤:
S1、将硝酸铁、硝酸锰和硝酸铜溶解在水中,得到溶液1,其中Fe:Mn:Cu的摩尔比为100:5~25:0.1~6;Fe、Mn和Cu金属离子在水中的总摩尔浓度为0.2~9.0mol/L;
S2、配制氨水溶液,NH4 +的浓度为0.4~10.0mol/L;
S3、将溶液1、氨水溶液和正硅酸乙酯预热至40~70℃,搅拌条件下三者进行并流沉淀,保持温度为40~70℃,pH值为5~9,得到沉淀液,其中,Fe:Si的摩尔比为100:2~20;
S4、沉淀液搅拌老化0.5~3h,经过滤、洗涤、100~550℃干燥3~30h后,得到铁基前驱体。
共沉淀法是目前铁基催化剂最常用的制备方式之一。采用并流共沉淀法制备催化剂时,Fe和助剂如Mn、Cu和Si源同时接触到沉淀剂(氨水溶液),能够同时沉淀下来,得到的沉淀混合物中,Fe、Mn、Cu和Si组分混合均匀,这样不仅有利于提高各组分的分散度,还有利于增大各组分之间的接触界面以及形成各组分间更强的相互作用,最终有利于提高催化剂的活性和铁组分的稳定性。
金属硝酸盐是共沉淀法制备铁基前驱体最常用的金属盐类。铁基前驱体中Fe:Mn:Cu的摩尔比存在最优范围。Fe是催化剂的主活性组分。Fe的摩尔含量过高,容易导致其在还原和反应过程中发生聚集和烧结,不利于催化剂稳定性;Fe的摩尔含量过低,则导致催化剂表面暴露的Fe活性位点数量少,不利于催化剂的活性。Mn和Si是催化剂的助剂成分,它的作用主要有:1)分散作用:分散Fe,抑制Fe的聚集和烧结;2)与Fe的相互作用:形成Fe-Mn和Fe-Si界面,通过电子效应和结构效应调控Fe活性位的电子和结构特性,调控Fe活性位点上反应物和中间产物的吸附、活化和脱附行为,改变产物选择性。Mn、Si的含量过高,会降低催化剂表面上Fe活性位点的密度,不利于Fe活性位的生成;Mn、Si的含量过低,将会削弱其分散作用以及与Fe的相互作用,不利于催化剂的活性和稳定性。Cu助剂的主要作用是:1)分散作用:分散Fe组分,抑制Fe的聚集和烧结;2)“氢池”作用:在催化剂还原阶段,由于Cu的还原比Fe容易得多,Cu会率先还原出来,还原态的Cu具有良好的吸附活化氢的能力,产生大量的活性氢物种,有利于Fe的还原;在反应阶段,还原态Cu所产生的活性氢物种,会加速整个加氢反应过程,同时抑制铁碳化物活性相的再氧化。Cu含量过高,会降低催化剂表面上Fe活性位点的密度;含量过低,将会削弱其分散作用和“氢池”作用,不利于催化剂的活性和稳定性。
Fe、Mn和Cu金属离子在水中的总摩尔浓度过低,所形成的沉淀颗粒过细,而且由于水分子在沉淀颗粒表面的吸附和附着,不利于Fe、Mn和Cu之间形成界面;Fe、Mn和Cu金属离子在水中的总摩尔浓度过高,沉淀颗粒过大,且颗粒中Fe、Mn和Cu组分之间分布不均匀。
氨水溶液是共沉淀法制备铁基前驱体最常用的沉淀剂。Fe、Mn和Cu的硝酸盐与氨水溶液反应,形成氢氧化物沉淀。该沉淀在加热焙烧处理时,在较低的焙烧温度下就能发生分解反应,生成所需的金属氧化物前驱体,过程所需的能耗较低。氨水溶液浓度过高,导致沉淀过程过快,不易得到结构和组成分布均匀的沉淀颗粒;氨水溶液浓度过低,导致沉淀过程过慢,易形成过细且表面缺陷为较多的沉淀颗粒。
沉淀温度和pH值对沉淀颗粒的大小、组成分布和组分间界面等影响较大。沉淀温度过低高,生成的沉淀颗粒不稳定,处于动态的沉淀—溶解过程;沉淀温度过低,沉淀颗粒的成核速度过慢;这些都不利于得到尺寸和组分分布均匀的沉淀颗粒。对溶液1、正硅酸乙酯和氨水溶液预热,使其温度接近于沉淀的温度,有利于保持沉淀体系温度的稳定性。
对沉淀液进行老化的主要原因为:获得尺寸和组分分布均匀的沉淀颗粒。在老化阶段,无定形的或者尺寸较小的沉淀颗粒,经过动态的沉淀—溶解过程,进行结构和组成的重构,有利于形成稳定性更高的晶型结构。
对沉淀颗粒进行焙烧,是将沉淀颗粒中吸附的水、硝酸根或氨根等除去,同时对沉淀颗粒结构进行重构,形成所需的稳定结构。焙烧温度过低,不利于水、硝酸根或氨根的除去;焙烧温度过高,易导致催化剂结构烧结。
进一步,所述的铁基前驱体的硅烷化改性处理为两步骤组合硅烷化改性的方法,具体包括以下步骤:
S1、将铁基前驱体粉末分散到有机溶剂中,加入硅烷化试剂1,在60~150℃下进行硅烷化改性处理,改性时间为0.5~30.0h;所得固体经无水乙醇、甲苯或二甲苯(邻、间、对)溶剂洗涤、过滤和干燥,得到第一次硅烷化改性的前驱体;
S2、将第一次硅烷化改性的前驱体重新分散到有机溶剂中,加入硅烷化试剂2,在80~150℃下进行硅烷化改性处理,改性时间为0.5~30.0h;所得固体经无水乙醇、甲苯或二甲苯(邻、间、对)溶剂洗涤、过滤和干燥,得到第二次硅烷化改性的前驱体;
S3、将第二次硅烷化改性的前驱体进行焙烧,得到铁基催化剂,其中焙烧条件为:温度200~500℃、空气或氮气氛围下、焙烧时间为3-30h。
铁基前驱体表面存在多种类型羟基,如Fe-OH、Mn-OH、Cu-OH和Si-OH。这些羟基的存在使得催化剂表面具有亲水性,能吸附活化反应过程中产生的水分子,导致催化剂表面水分子的浓度较高;此外,它们还能吸附反应物、中间物或直接参与反应;这些最终都促使WGS副反应的发生。要有效抑制副反应的发生,往往需要对这些表面羟基进行充分屏蔽,使得催化剂表面具有强疏水性。而不同类型的表面羟基,其与硅烷化试剂分子发生反应的难易程度不同。传统的单步硅烷化处理难以充分屏蔽这些表面羟基。针对这个问题,本专利选用不同的硅烷化试剂,采用两步骤组合硅烷化改性处理,先用尺寸大的硅烷化试剂分子进行硅烷化处理,使固体催化剂表面具有强疏水性;再用尺寸小的硅烷化试剂分子进行硅烷化处理,充分屏蔽不同类型的表面羟基,有效抑制WGS反应的发生。
铁基前驱体表面的Fe-OH、Mn-OH、Cu-OH和Si-OH与硅烷化试剂分子的缩合反应,被硅烷化试剂分子所屏蔽。铁基前驱体与硅烷化改性试剂1进行硅烷化处理之后,可以获得疏水性强的表面;然后采用硅烷化改性试剂2对前驱体表面羟基的充分屏蔽。硅烷化改性温度低,不利于硅烷化试剂分子充分接触到固体催化剂所有的表面羟基;还导致硅烷化反应速率慢,反应时间长。改性温度高,有机溶剂因挥发而损失加速,高温也不利于硅烷化试剂分子和固体催化剂表面的稳定性。改性时间短,硅烷化反应不彻底,改性时间长,增加工艺过程的能耗和成本。
无水乙醇、甲苯或二甲苯(邻、间、对)等溶剂对未反应的硅烷化试剂溶解度好,能够高效洗涤铁基前驱体表面未反应的硅烷化试剂;它们对铁基前驱体是惰性的,不会导致前驱体的溶解;此外,它们的沸点均不高,容易挥发除去。
铁基前驱体进行硅烷化后须经过焙烧处理。焙烧温度、气氛和时间合适,能在除去固体表面残留的有机溶剂和有机硅烷化分子的同时,不破坏嫁接到固体表面的硅烷化分子,使其仍起到充分屏蔽表面羟基的作用。当反应时间过短、温度过低时,固体表面残留的有机溶剂和有机硅烷化分子难以除去;反应时间长、温度过高时,嫁接到固体催化剂表面的硅烷化分子容易发生分解反应,从而导致表面羟基重新暴露出来。
进一步,所述的有机溶剂指可以溶解硅烷化试剂的有机溶剂,包括但不限于甲苯、二甲苯(邻、间、对)及环己烷中的任意一种或者几种组合,所述的有机溶剂与铁基前驱体的液固比为20~500mL/g。通常这些有机溶剂,极性小,表面张力小,有利于分散固体催化剂,促进硅烷化反应的进行。
进一步,所述的硅烷化改性试剂1指苯基三(二甲基硅氧烷基)硅烷、十八烷基甲基二甲氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、3-(三甲氧基甲硅烷基)-1-丙硫醇甲苯、辛基三甲氧基硅烷及γ-氨丙基三乙氧基硅烷的任意一种或者几种组合,硅烷化试剂1与铁基前驱体的质量比为0.05~35g/g;所述的硅烷化改性试剂2指三甲基甲氧基硅烷、六甲基二硅氧烷、六甲基二硅氮烷、四乙氧基硅烷、四甲氧基硅烷和苯基二甲基乙氧基硅中的任意一种或者几种组合,硅烷化试剂2与铁基前驱体的质量比为0.05~30g/g。
硅烷化试剂分子通过与固体催化剂表面羟基的缩合反应,形成稳定的共价键,达到屏蔽表面羟基的作用。硅烷化改性试剂1一般分子尺寸较大,固体催化剂与其进行硅烷化处理之后,催化剂可以获得疏水性强的表面。硅烷化改性试剂2一般分子尺寸较小,容易扩散和接触到固体催化剂的表面羟基,从而有利于固体催化剂表面羟基的充分屏蔽。硅烷化试剂与铁基前驱体的质量比过低,不利于硅烷化反应的进行,质量比过高,经济性差,成本高。
进一步,所述的催化剂的还原和合成气加氢制油品反应均是在固定床反应评价装置上进行的。铁基催化剂为固体,催化剂需用气体还原,反应物H2和CO等为气体,长链烃类产品为液体和固体,短链烃类(C1-C5)常温下为气体,副产物CO2为气体。整个反应涉及气—液—固三相,采用固定床反应评价装置,能保证还原气和反应气与固体催化剂的充分接触和反应,提高反应效率;同时其装置中的冷阱和热阱部件又能便于气液固反应产物的分离和收集。
进一步,所述的催化剂的还原条件为:纯H2、纯CO或H2/CO混合气(H2/CO的体积比为0.5~5:1),温度200~400℃、压力0.1~0.5MPa、空速为1.0~20.0NL·gcat -1·h-1,还原至尾气中检测不出水分和/或CO2为止。采用纯H2、纯CO或H2/CO混合气,能将催化剂中氧化铁充分还原至具有反应活性的金属态铁或碳化铁物种。还原温度过低,催化剂中的氧化铁不能充分还原至金属态铁或碳化铁物种,催化剂活性低;还原温度过高,还原得到的金属态铁或碳化铁物种容易发生聚集和烧结,导致催化剂活性的降低。还原压力过高,不利于过程的操作,还原压力低于1atm(常压),整个装置还要附加抽真空装置,增加工艺成本。还原空速过低,还原过程中产生的水不易扩散,易导致铁的聚集烧结和流失,还原空速过高,还原气体用量增加,增加工艺成本。
进一步,所述的合成气加氢制油品反应条件为:H2/CO的体积比为0.5~4:1、温度200~350℃、压力0.5~3.5MPa、空速为0.5~20.0NL·gcat -1·h-1。对于CO加氢制油品的反应(xCO+2(x+1)H2→CxH2x+2+xH2O),H2/CO的理论摩尔比(体积比)约为2:1。反应气H2/CO的体积比宜在理论值附近,过低不利于CO的转化率,导致整个反应效率较低;过高则导致H2的利用率较低。反应温度过低,催化剂活性低;反应温度过高,催化剂中的金属态铜容易发生聚集和烧结,导致催化剂活性的降低。反应压力过高,不利于过程的操作,压力过低,催化剂活性低。反应空速过低,目标产物甲醇的时空收率不高;反应空速过高,气体用量增加,增加工艺成本。
与现有技术相比,本发明具有以下优点:
(1)结合催化剂制备方法与反应工艺条件,有效提高合成气加氢制油品反应的效率,显著抑制副产物CO2选择性,CO2选择性可降至1mol%以下。
(2)采用工业最常用的沉淀型铁基催化剂作为前驱体,通过两步骤硅烷化处理方法,对其表面羟基进行充分屏蔽,制备新型铁基催化剂。该催化剂具有成本低、选择性高以及抗高温烧结能力强。
(3)本发明的反应工艺操作简单、条件温和,具有良好的工业应用前景。
附图说明
图1.催化剂的HRTEM图:(a)实施例1中的FMCS-1前驱体,(b)至(c)分别为实施例1的FMCS-S1和S1-FMCS催化剂。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述,显然,所描述的实施例仅仅时本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例1
铁基前驱体的制备:1)将硝酸铁、硝酸锰和硝酸铜溶解在水中,得到溶液1,其中Fe:Mn:Cu的摩尔比为100:15:1;Fe、Mn和Cu金属离子在水中的总摩尔浓度为3.0mol/L;2)配制氨水溶液,NH4 +的浓度为6.0mol/L;3)将溶液1、氨水溶液和正硅酸乙酯预热至50℃后,搅拌条件下进行并流沉淀,保持温度为50℃,pH值为7,得到沉淀液,其中,Fe:Si的摩尔比为100:20;4)沉淀液搅拌老化3h,经过滤、洗涤、300℃干燥5h后,得到前驱体,标记为FMCS-1。
铁基前驱体的硅烷化处理:1)将4g FMCS-1与100mL甲苯在250ml双颈圆底烧瓶中混合均匀,加入10g十八烷基甲基二甲氧基硅烷,在120℃、空气氛围及机械搅拌下硅烷化处理6h;所得固体经甲苯洗涤、过滤和120℃干燥14h,得到第一次硅烷化改性的前驱体;2)将第一次硅烷化改性之后的催化剂(4g)与100mL二甲苯溶液在250ml双颈圆底烧瓶中混合均匀,加入12g六甲基二硅氮烷。在80℃、空气氛围及机械搅拌下硅烷化处理8h。产物经无水乙醇洗涤、100℃干燥12h,得到第二次硅烷化改性的前驱体;3)将第二次硅烷化改性的前驱体在空气氛围及350℃下焙烧4h,得到铁基催化剂,标记为S1-FMCS。
对比例1:为了便于比较,对FMCS-1前驱体进行单步骤硅烷化处理,得到的催化剂标记为FMCS-S1。其制备步骤为:1)将4g FMCS-1与100mL甲苯在250ml双颈圆底烧瓶中混合均匀,加入10g十八烷基甲基二甲氧基硅烷,在120℃、空气氛围及机械搅拌下硅烷化处理6h;所得固体经甲苯洗涤、过滤和120℃干燥14h,得到一次硅烷化改性的前驱体;2)将一次硅烷化改性的前驱体在空气氛围及350℃下焙烧4h。
对比例2:对FMCS-1前驱体进行单步骤硅烷化处理,得到的催化剂标记为FMCS-S2。其制备步骤为:1)将4g CZA-1与100mL二甲苯溶液在250ml双颈圆底烧瓶中混合均匀,加入12g六甲基二硅氮烷。在80℃、空气氛围及机械搅拌下硅烷化处理8h。产物经无水乙醇洗涤、100℃干燥12h,得到一次硅烷化改性的前驱体;2)将所得产物在空气氛围及350℃下焙烧4h。
对FMCS-1、FMCS-S1和S1-FMCS催化剂进行了HRTEM表征。结果显示,FMCS-1的表面没有疏水性硅烷化试剂层(图1a);单步骤硅烷化处理的FMCS-S1,其表面的疏水性硅烷化试剂层不完整(图1b);经两步骤硅烷化处理后的S1-FMCS,其表面保留了较为完整的疏水性硅烷化试剂层(图1c)。单步骤硅烷化处理的FMCS-S1,其表面上约53.4%的羟基被硅烷化试剂所屏蔽;单步骤硅烷化处理的FMCS-S2,其表面上约68.2%的羟基被硅烷化试剂所屏蔽;经两步骤硅烷化处理的S1-FMCS,其表面上约93.7%的羟基被硅烷化试剂所屏蔽,说明两步骤硅烷化处理能够充分屏蔽催化剂表面的羟基。
未经硅烷化的FMCS-1上水滴接触角为55.3°,经一次硅烷化的FMCS-S1和FMCS-S2催化剂上水滴接触角分别为74.5°和87.6°,经两步骤组合硅烷化的S1-FMCS催化剂上水滴接触角达到160.8°,说明两步骤组合硅烷化处理能有效提高催化剂表面的疏水性。
采用固定床反应器对FMCS-1、FMCS-S1、FMCS-S2和S1-FMCS催化剂在线还原,具体为:将2g催化剂颗粒(20-40目)与相同目数的石英砂混合,装入固定床反应器反应管中,在H2/CO混合气(H2/CO=2:1,体积比)、300℃、0.1MPa及6.0NL·gcat -1·h-1条件下还原8h。
采用固定床反应器考察各催化剂的CO加氢制油品反应的性能,反应条件为:H2/CO=2:1(体积比)、280℃、1.5MPa、2.0NL·gcat -1·h-1。
固定床反应评价结果显示,在反应72h后,各催化剂均达到稳态。稳态反应结果见表2。FMCS-1的CO转化率为80.2%,CO2选择性为40.6mol%,C2 +选择性为50.4mol%;FMCS-S1和FMCS-S2的CO转化率分别为77.3%和73.5%,CO2选择性分别为34.5mol%和28.1mol%,C2 +选择性分别为55.1mol%和58.7mol%;S1-FMCS的CO转化率为59.4%,CO2选择性为7.2mol%,C2 +选择性为72.4mol%。
实施例2
铁基前驱体的制备:1)将硝酸铁、硝酸锰和硝酸铜溶解在水中,得到溶液1,其中Fe:Mn:Cu的摩尔比为100:10:1;Fe、Mn和Cu金属离子在水中的总摩尔浓度为2.0mol/L;2)配制氨水溶液,NH4 +的浓度为4.0mol/L;3)将溶液1、氨水溶液和正硅酸乙酯预热至40℃后,搅拌条件下进行并流沉淀,保持温度为40℃,pH值为7,得到沉淀液,其中,Fe:Si的摩尔比为100:10;4)沉淀液搅拌老化1h,经过滤、洗涤、400℃干燥5h后,得到前驱体,标记为FMCS-2。
铁基前驱体的硅烷化处理:1)将4g FMCS-2与80mL甲苯在250ml双颈圆底烧瓶中混合均匀,加入10g苯基三(二甲基硅氧烷基)硅烷,在120℃、氮气氛围及机械搅拌下硅烷化处理8h;所得固体经无水乙醇洗涤、过滤和120℃干燥10h,得到第一次硅烷化改性的前驱体;2)将第一次硅烷化改性之后的催化剂(4g)与80mL二甲苯溶液在250ml双颈圆底烧瓶中混合均匀,加入15g六甲基二硅氧烷。在100℃、空气氛围及机械搅拌下硅烷化处理4h。产物经二甲苯洗涤、100℃干燥12h,得到第二次硅烷化改性的前驱体;3)将第二次硅烷化改性的前驱体在空气氛围及380℃下焙烧4h,得到铁基催化剂,标记为S2-FMCS。
S2-FMCS表面上约92.9%的羟基被硅烷化试剂所屏蔽。未经硅烷化的FMCS-2上水滴接触角为50.8°,经两步骤组合硅烷化的S2-FMCS催化剂上水滴接触角达到156.2°。
采用固定床反应器对FMCS-2和S2-FMCS催化剂在线还原,具体为:将2g催化剂颗粒(20-40目)与相同目数的石英砂混合,装入固定床反应器反应管中,在H2/CO混合气(H2/CO=1:1,体积比)、350℃、0.1MPa及4.0NL·gcat -1·h-1条件下还原6h。
采用固定床反应器考察各催化剂的CO加氢制油品反应的性能,反应条件为:H2/CO=1.5:1(体积比)、260℃、2.5MPa、4.0NL·gcat -1·h-1。
固定床反应评价结果显示,在反应72h后,各催化剂均达到稳态。稳态反应结果见表2。FMCS-2的CO转化率为59.4%,CO2选择性为36.7mol%,C2 +选择性为52.5mol%;S2-FMCS的CO转化率为43.6%,CO2选择性为6.3mol%,C2 +选择性为69.2mol%。
实施例3
铁基前驱体的制备:1)将硝酸铁、硝酸锰和硝酸铜溶解在水中,得到溶液1,其中Fe:Mn:Cu的摩尔比为100:25:1;Fe、Mn和Cu金属离子在水中的总摩尔浓度为4.5mol/L;2)配制氨水溶液,NH4 +的浓度为9.0mol/L;3)将溶液1、氨水溶液和正硅酸乙酯预热至55℃后,搅拌条件下进行并流沉淀,保持温度为55℃,pH值为8,得到沉淀液,其中,Fe:Si的摩尔比为100:20;4)沉淀液搅拌老化2h,经过滤、洗涤、300℃干燥3h后,得到前驱体,标记为FMCS-3。
铁基前驱体的硅烷化处理:1)将4g FMCS-3与240mL环己烷在500ml双颈圆底烧瓶中混合均匀,加入32g辛基三甲氧基硅烷,在110℃、氮气氛围及机械搅拌下硅烷化处理16h;所得固体经无水乙醇洗涤、过滤和120℃干燥12h,得到第一次硅烷化改性的前驱体;2)将第一次硅烷化改性之后的催化剂(4g)与240mL甲苯溶液在500ml双颈圆底烧瓶中混合均匀,加入24g三甲基甲氧基硅烷。在110℃、空气氛围及机械搅拌下硅烷化处理12h。产物经甲苯洗涤、100℃干燥12h,得到第二次硅烷化改性的前驱体;3)将第二次硅烷化改性的前驱体在氮气氛围及360℃下焙烧5h,得到铁基催化剂,标记为S3-FMCS。
S3-FMCS表面上约95.2%的羟基被硅烷化试剂所屏蔽。未经硅烷化的FMCS-3上水滴接触角为58.6°,经两步骤组合硅烷化的S3-FMCS催化剂上水滴接触角达到163.7°。
采用固定床反应器对FMCS-3和S3-FMCS催化剂在线还原,具体为:将2g催化剂颗粒(20-40目)与相同目数的石英砂混合,装入固定床反应器反应管中,在H2、260℃、0.1MPa及8.0NL·gcat -1·h-1条件下还原14h。
采用固定床反应器考察各催化剂的CO加氢制油品反应的性能,反应条件为:H2/CO=3:1(体积比)、240℃、2.0MPa、8.0NL·gcat -1·h-1。
固定床反应评价结果显示,在反应72h后,各催化剂均达到稳态。稳态反应结果见表2。FMCS-3的CO转化率为35.9%,CO2选择性为30.4mol%,C2 +选择性为59.8mol%;S3-FMCS的CO转化率为29.4%,CO2选择性为2.1mol%,C2 +选择性为80.3mol%。
实施例4
铁基前驱体的制备:1)将硝酸铁、硝酸锰和硝酸铜溶解在水中,得到溶液1,其中Fe:Mn:Cu的摩尔比为100:5:0.1;Fe、Mn和Cu金属离子在水中的总摩尔浓度为1.2mol/L;2)配制氨水溶液,NH4 +的浓度为3.6mol/L;3)将溶液1、氨水溶液和正硅酸乙酯预热至60℃后,搅拌条件下进行并流沉淀,保持温度为60℃,pH值为6,得到沉淀液,其中,Fe:Si的摩尔比为100:15;4)沉淀液搅拌老化0.5h,经过滤、洗涤、260℃干燥12h后,得到前驱体,标记为FMCS-4。
铁基前驱体的硅烷化处理:1)将4g FMCS-4与240mL甲苯在500ml双颈圆底烧瓶中混合均匀,加入32gγ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷,在120℃、氮气氛围及机械搅拌下硅烷化处理12h;所得固体经无水乙醇洗涤、过滤和120℃干燥8h,得到第一次硅烷化改性的前驱体;2)将第一次硅烷化改性之后的催化剂(4g)与240mL二甲苯溶液在500ml双颈圆底烧瓶中混合均匀,加入12g四乙氧基硅烷。在100℃、空气氛围及机械搅拌下硅烷化处理12h。产物经无水乙醇洗涤、100℃干燥12h,得到第二次硅烷化改性的前驱体;3)将第二次硅烷化改性的前驱体在空气氛围及300℃下焙烧8h,得到铁基催化剂,标记为S4-FMCS。
S4-FMCS表面上约95.4%的羟基被硅烷化试剂所屏蔽。未经硅烷化的FMCS-4上水滴接触角为65.3°,经两步骤组合硅烷化的S4-FMCS催化剂上水滴接触角达到166.2°。
采用固定床反应器对FMCS-4和S4-FMCS催化剂在线还原,具体为:将2g催化剂颗粒(20-40目)与相同目数的石英砂混合,装入固定床反应器反应管中,在CO、300℃、0.1MPa及10.0NL·gcat -1·h-1条件下还原10h。
采用固定床反应器考察各催化剂的CO加氢制油品反应的性能,反应条件为:H2/CO=1:1(体积比)、280℃、3.5MPa、10.0NL·gcat -1·h-1。
固定床反应评价结果显示,在反应72h后,各催化剂均达到稳态。稳态反应结果见表2。FMCS-4的CO转化率为35.0%,CO2选择性为42.9mol%,C2 +选择性为50.1mol%;S4-FMCS的CO转化率为24.4%,CO2选择性为1.9mol%,C2 +选择性为82.4mol%。
实施例5
铁基前驱体的制备:1)将硝酸铁、硝酸锰和硝酸铜溶解在水中,得到溶液1,其中Fe:Mn:Cu的摩尔比为100:25:6;Fe、Mn和Cu金属离子在水中的总摩尔浓度为0.2mol/L;2)配制氨水溶液,NH4 +的浓度为0.4mol/L;3)将溶液1、氨水溶液和正硅酸乙酯预热至70℃后,搅拌条件下进行并流沉淀,保持温度为70℃,pH值为5,得到沉淀液,其中,Fe:Si的摩尔比为100:20;4)沉淀液搅拌老化3h,经过滤、洗涤、100℃干燥30h后,得到前驱体,标记为FMCS-5。
铁基前驱体的硅烷化处理:1)将3g FMCS-5与1500mL甲苯在2500ml双颈圆底烧瓶中混合均匀,加入105g 3-(三甲氧基甲硅烷基)-1-丙硫醇甲苯,在60℃、氮气氛围及机械搅拌下硅烷化处理30h;所得固体经无水乙醇洗涤、过滤和120℃干燥12h,得到第一次硅烷化改性的前驱体;2)将第一次硅烷化改性之后的催化剂(3g)与1500mL二甲苯溶液在2500ml双颈圆底烧瓶中混合均匀,加入90g四甲氧基硅烷。在80℃、氮气氛围及机械搅拌下硅烷化处理30h。产物经无水乙醇洗涤、100℃干燥12h,得到第二次硅烷化改性的前驱体;3)将第二次硅烷化改性的前驱体在氮气氛围及320℃下焙烧3h,得到铁基催化剂,标记为S5-FMCS。
S5-FMCS表面上约97.8%的羟基被硅烷化试剂所屏蔽。未经硅烷化的FMCS-5上水滴接触角为59.9°,经两步骤组合硅烷化的S5-FMCS催化剂上水滴接触角达到168.4°。
采用固定床反应器对FMCS-5和S5-FMCS催化剂在线还原,具体为:将2g催化剂颗粒(20-40目)与相同目数的石英砂混合,装入固定床反应器反应管中,在H2/CO混合气(H2/CO=5:1,体积比)、280℃、0.1MPa及6.0NL·gcat -1·h-1条件下还原10h。
采用固定床反应器考察各催化剂的CO加氢制油品反应的性能,反应条件为:H2/CO=2:1(体积比)、260℃、2.0MPa、4.0NL·gcat -1·h-1。
固定床反应评价结果显示,在反应72h后,各催化剂均达到稳态。稳态反应结果见表2。FMCS-5的CO转化率为58.9%,CO2选择性为32.3mol%,C2 +选择性为58.2mol%;S5-FMCS的CO转化率为42.5%,CO2选择性为0.9mol%,C2 +选择性为79.8mol%。
实施例6
铁基前驱体的制备:1)将硝酸铁、硝酸锰和硝酸铜溶解在水中,得到溶液1,其中Fe:Mn:Cu的摩尔比为100:15:2;Fe、Mn和Cu金属离子在水中的总摩尔浓度为9.0mol/L;2)配制氨水溶液,NH4 +的浓度为10mol/L;3)将溶液1、氨水溶液和正硅酸乙酯预热至70℃后,搅拌条件下进行并流沉淀,保持温度为70℃,pH值为9,得到沉淀液,其中,Fe:Si的摩尔比为100:2;4)沉淀液搅拌老化1h,经过滤、洗涤、550℃干燥3h后,得到前驱体,标记为FMCS-6。
铁基前驱体的硅烷化处理:1)将4g FMCS-6与150mL甲苯在250ml双颈圆底烧瓶中混合均匀,加入0.2gγ-氨丙基三乙氧基硅烷,在90℃、空气氛围及机械搅拌下硅烷化处理4h;所得固体经无水乙醇洗涤、过滤和120℃干燥12h,得到第一次硅烷化改性的前驱体;2)将第一次硅烷化改性之后的催化剂(4g)与150mL甲苯溶液在250ml双颈圆底烧瓶中混合均匀,加入0.2g苯基二甲基乙氧基硅。在90℃、空气氛围及机械搅拌下硅烷化处理4h。产物经无水乙醇洗涤、100℃干燥12h,得到第二次硅烷化改性的前驱体;3)将第二次硅烷化改性的前驱体在空气氛围及200℃下焙烧30h,得到铁基催化剂,标记为S6-FMCS。
S6-FMCS表面上约78.0%的羟基被硅烷化试剂所屏蔽。未经硅烷化的FMCS-6上水滴接触角为49.8°,经两步骤组合硅烷化的S6-FMCS催化剂上水滴接触角达到103.4°。
采用固定床反应器对FMCS-6和S6-FMCS催化剂在线还原,具体为:将2g催化剂颗粒(20-40目)与相同目数的石英砂混合,装入固定床反应器反应管中,在H2、200℃、0.5MPa及6.0NL·gcat -1·h-1条件下还原30h。
采用固定床反应器考察各催化剂的CO加氢制油品反应的性能,反应条件为:H2/CO=4:1(体积比)、200℃、1.5MPa、20.0NL·gcat -1·h-1。
固定床反应评价结果显示,在反应72h后,各催化剂均达到稳态。稳态反应结果见表2。FMCS-6的CO转化率为15.9%,CO2选择性为23.9mol%,C2 +选择性为66.9mol%;S6-FMCS的CO转化率为15.3%,CO2选择性为17.4mol%,C2 +选择性为71.0mol%。
实施例7
铁基前驱体的制备:1)将硝酸铁、硝酸锰和硝酸铜溶解在水中,得到溶液1,其中Fe:Mn:Cu的摩尔比为100:15:1;Fe、Mn和Cu金属离子在水中的总摩尔浓度为2.0mol/L;2)配制氨水溶液,NH4 +的浓度为3.0mol/L;3)将溶液1、氨水溶液和正硅酸乙酯预热至55℃后,搅拌条件下进行并流沉淀,保持温度为55℃,pH值为8,得到沉淀液,其中,Fe:Si的摩尔比为100:15;4)沉淀液搅拌老化3h,经过滤、洗涤、400℃干燥5h后,得到前驱体,标记为FMCS-7。
铁基前驱体的硅烷化处理:1)将4g FMCS-7与300mL甲苯在500ml双颈圆底烧瓶中混合均匀,加入40.0g辛基三甲氧基硅烷,在130℃、空气氛围及机械搅拌下硅烷化处理24h;所得固体经无水乙醇洗涤、过滤和120℃干燥12h,得到第一次硅烷化改性的前驱体;2)将第一次硅烷化改性之后的催化剂(4g)与300mL甲苯溶液在500ml双颈圆底烧瓶中混合均匀,加入40.0g六甲基二硅氧烷。在130℃、空气氛围及机械搅拌下硅烷化处理24h。产物经无水乙醇洗涤、100℃干燥12h,得到第二次硅烷化改性的前驱体;3)将第二次硅烷化改性的前驱体在空气氛围及330℃下焙烧3h,得到铁基催化剂,标记为S7-FMCS。
S7-FMCS表面上约98.0%的羟基被硅烷化试剂所屏蔽。未经硅烷化的FMCS-7上水滴接触角为55.8°,经两步骤组合硅烷化的S7-FMCS催化剂上水滴接触角达到169.2°。
采用固定床反应器对FMCS-7和S7-FMCS催化剂在线还原,具体为:将2g催化剂颗粒(20-40目)与相同目数的石英砂混合,装入固定床反应器反应管中,在H2/CO混合气(H2/CO=2:1,体积比)、330℃、0.3MPa及20.0NL·gcat -1·h-1条件下还原6h。
采用固定床反应器考察各催化剂的CO加氢制油品反应的性能,反应条件为:H2/CO=2:1(体积比)、300℃、2.0MPa、0.5NL·gcat -1·h-1。
固定床反应评价结果显示,在反应72h后,各催化剂均达到稳态。稳态反应结果见表2。FMCS-7的CO转化率为89.3%,CO2选择性为45.8mol%,C2 +选择性为42.6mol%;S7-FMCS的CO转化率为62.0%,CO2选择性为9.6mol%,C2 +选择性为69.9mol%。
实施例8
铁基前驱体的制备:1)将硝酸铁、硝酸锰和硝酸铜溶解在水中,得到溶液1,其中Fe:Mn:Cu的摩尔比为100:15:1;Fe、Mn和Cu金属离子在水中的总摩尔浓度为1.0mol/L;2)配制氨水溶液,NH4 +的浓度为2.0mol/L;3)将溶液1、氨水溶液和正硅酸乙酯预热至50℃后,搅拌条件下进行并流沉淀,保持温度为50℃,pH值为7,得到沉淀液,其中,Fe:Si的摩尔比为100:10;4)沉淀液搅拌老化3h,经过滤、洗涤、450℃干燥5h后,得到前驱体,标记为FMCS-8。
铁基前驱体的硅烷化处理:1)将4g FMCS-8与300mL环己烷在500ml双颈圆底烧瓶中混合均匀,加入24.0gγ-氨丙基三乙氧基硅烷,在150℃、氮气氛围及机械搅拌下硅烷化处理2h;所得固体经甲苯洗涤、过滤和100℃干燥12h,得到第一次硅烷化改性的前驱体;2)将第一次硅烷化改性之后的催化剂(4g)与160mL环己烷溶液在500ml双颈圆底烧瓶中混合均匀,加入10.0g四乙氧基硅烷。在150℃、氮气氛围及机械搅拌下硅烷化处理2h。产物经无水乙醇洗涤、80℃干燥12h,得到第二次硅烷化改性的前驱体;3)将第二次硅烷化改性的前驱体在氮气氛围及430℃下焙烧5h,得到铁基催化剂,标记为S8-FMCS。
S8-FMCS表面上约94.0%的羟基被硅烷化试剂所屏蔽。未经硅烷化的FMCS-8上水滴接触角为52.3°,经两步骤组合硅烷化的S8-FMCS催化剂上水滴接触角达到158.7°。
采用固定床反应器对FMCS-8和S8-FMCS催化剂在线还原,具体为:将2g催化剂颗粒(20-40目)与相同目数的石英砂混合,装入固定床反应器反应管中,在H2/CO混合气(H2/CO=2:1,体积比)、380℃、0.5MPa及10.0NL·gcat -1·h-1条件下还原3h。
采用固定床反应器考察各催化剂的CO加氢制油品反应的性能,反应条件为:H2/CO=2:1(体积比)、300℃、2.0MPa、6.0NL·gcat -1·h-1。
固定床反应评价结果显示,在反应72h后,各催化剂均达到稳态。稳态反应结果见表2。FMCS-8的CO转化率为62.1%,CO2选择性为38.5mol%,C2 +选择性为50.3mol%;S8-FMCS的CO转化率为45.9%,CO2选择性为4.9mol%,C2 +选择性为72.8mol%。
实施例9
铁基前驱体的制备:1)将硝酸铁、硝酸锰和硝酸铜溶解在水中,得到溶液1,其中Fe:Mn:Cu的摩尔比为100:20:1;Fe、Mn和Cu金属离子在水中的总摩尔浓度为6.0mol/L;2)配制氨水溶液,NH4 +的浓度为10.0mol/L;3)将溶液1、氨水溶液和正硅酸乙酯预热至70℃后,搅拌条件下进行并流沉淀,保持温度为70℃,pH值为9,得到沉淀液,其中,Fe:Si的摩尔比为100:20;4)沉淀液搅拌老化0.5h,经过滤、洗涤、500℃干燥5h后,得到前驱体,标记为FMCS-9。
铁基前驱体的硅烷化处理:1)将4g FMCS-9与100mL甲苯在250ml双颈圆底烧瓶中混合均匀,加入2.0g十八烷基甲基二甲氧基硅烷,在100℃、氮气氛围及机械搅拌下硅烷化处理0.5h;所得固体经无水乙醇洗涤、过滤和80℃干燥12h,得到第一次硅烷化改性的前驱体;2)将第一次硅烷化改性之后的催化剂(4g)与100mL甲苯溶液在250ml双颈圆底烧瓶中混合均匀,加入4.0g三甲基甲氧基硅烷。在80℃、氮气氛围及机械搅拌下硅烷化处理0.5h。产物经无水乙醇洗涤、120℃干燥12h,得到第二次硅烷化改性的前驱体;3)将第二次硅烷化改性的前驱体在空气氛围及500℃下焙烧3h,得到铁基催化剂,标记为S9-FMCS。
S9-FMCS表面上约76.5%的羟基被硅烷化试剂所屏蔽。未经硅烷化的FMCS-9上水滴接触角为50.9°,经两步骤组合硅烷化的S9-FMCS催化剂上水滴接触角达到101.4°。
采用固定床反应器对FMCS-9和S9-FMCS催化剂在线还原,具体为:将2g催化剂颗粒(20-40目)与相同目数的石英砂混合,装入固定床反应器反应管中,在H2/CO混合气(H2/CO=0.5:1,体积比)、400℃、0.1MPa及1.0NL·gcat -1·h-1条件下还原3h。
采用固定床反应器考察各催化剂的CO加氢制油品反应的性能,反应条件为:H2/CO=0.5:1(体积比)、350℃、0.5MPa、2.0NL·gcat -1·h-1。
固定床反应评价结果显示,在反应72h后,各催化剂均达到稳态。稳态反应结果见表2。FMCS-9的CO转化率为23.5%,CO2选择性为42.7mol%,C2 +选择性为52.7mol%;S9-FMCS的CO转化率为21.4%,CO2选择性为30.3mol%,C2 +选择性为61.3mol%。
以上各实施例中催化剂制备参数以及表面性质见表1,各实施例催化剂的固定床评价条件和反应结果见表2。本发明说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。尽管上面对本发明说明性的具体实施方式进行了描述,以便于本技术领的技术人员理解本发明,但应该清楚,本发明不限于具体实施方式的范围,对本技术领域的普通技术人员来讲,只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内,这些变化是显而易见的,一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。
表1各实施例的催化剂及其表面性质
表2各实施例的催化剂的固定床评价条件和反应结果(TOS=72h)
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Claims (5)
1.一种合成气加氢制备油品的方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)铁基前驱体的制备;(2)铁基前驱体的硅烷化改性处理,得到铁基催化剂;(3)催化剂的还原和合成气加氢制油品的反应;
所述的铁基前驱体的制备方法为并流共沉淀法;所述的并流共沉淀法包括以下步骤:
S1、将硝酸铁、硝酸锰和硝酸铜溶解在水中,得到溶液1,其中Fe:Mn:Cu的摩尔比为100:5~25:0.1~6;Fe、Mn和Cu金属离子在水中的总摩尔浓度为0.2~9.0mol/L;
S2、配制氨水溶液,NH4 +的浓度为0.4~10.0mol/L;
S3、将溶液1、氨水溶液和正硅酸乙酯预热至40~70℃,搅拌条件下三者进行并流沉淀,保持温度为40~70℃,pH值为5~9,得到沉淀液,其中,Fe:Si的摩尔比为100:2~20;
S4、沉淀液搅拌老化0.5~3h,经过滤、洗涤、100~550℃干燥3~30h后,得到铁基前驱体;
所述的铁基前驱体的硅烷化改性处理为两步骤组合硅烷化改性的方法;所述的两步骤组合硅烷化改性的方法包括以下步骤:
S1、将铁基前驱体粉末分散到有机溶剂中,加入硅烷化试剂1,在60~150℃下进行硅烷化改性处理,改性时间为0.5~30.0h;所得固体经无水乙醇、甲苯或二甲苯溶剂洗涤、过滤和干燥,得到第一次硅烷化改性的前驱体;
S2、将第一次硅烷化改性的前驱体重新分散到有机溶剂中,加入硅烷化试剂2,在80~150℃下进行硅烷化改性处理,改性时间为0.5~30.0h;所得固体经无水乙醇、甲苯或二甲苯溶剂洗涤、过滤和干燥,得到第二次硅烷化改性的前驱体;
S3、将第二次硅烷化改性的前驱体进行焙烧,得到铁基催化剂,其中焙烧条件为:温度200~500℃、空气或氮气氛围下、焙烧时间为3-30h;
所述的硅烷化试剂1为苯基三(二甲基硅氧烷基)硅烷、十八烷基甲基二甲氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、3-(三甲氧基甲硅烷基)-1-丙硫醇甲苯、辛基三甲氧基硅烷及γ-氨丙基三乙氧基硅烷中的任意一种或者几种组合,硅烷化试剂1与铁基前驱体的质量比为0.05~35g/g;所述的硅烷化试剂2为三甲基甲氧基硅烷、六甲基二硅氧烷、六甲基二硅氮烷、四乙氧基硅烷、四甲氧基硅烷和苯基二甲基乙氧基硅中的任意一种或者几种组合,硅烷化试剂2与铁基前驱体的质量比为0.05~30g/g。
2.根据权利要求1所述的一种合成气加氢制备油品的方法,其特征在于:所述的有机溶剂为可以溶解硅烷化试剂的有机溶剂,为甲苯、二甲苯及环己烷中的任意一种或者几种组合,所述的有机溶剂与铁基前驱体的液固比为20~500mL/g。
3.根据权利要求1所述的一种合成气加氢制备油品的方法,其特征在于:所述的催化剂的还原和合成气加氢制油品反应均是在固定床反应评价装置上进行的。
4.根据权利要求3所述的一种合成气加氢制备油品的方法,其特征在于:所述的催化剂的还原条件为:纯H2、纯CO或H2/CO的体积比为0.5~5:1的H2/CO混合气,温度200~400℃、压力0.1~0.5MPa、空速为1.0~20.0NL·gcat -1·h-1,还原至尾气中检测不出水分和/或CO2为止。
5.根据权利要求3所述的一种合成气加氢制备油品的方法,其特征在于:所述的合成气加氢制油品反应条件为:H2/CO的体积比为0.5~4:1、温度200~350℃、压力0.5~3.5MPa、空速为0.5~20.0NL·gcat -1·h-1。
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