鐵系催化劑及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種鐵系催化劑及其制備方法。該催化劑包括活性成分、結構助劑及催化劑載體；其中，活性成分包括FeOOH，結構助劑包括AlOOH和二氧化硅。該催化劑中，Al原子可以與Fe原子發(fā)生部分取代，形成FexAl1-xOOH，起到對活性成分的分散作用，降低FeOOH粒子的粒徑，并抑制催化劑在脫水、干燥過程中發(fā)生團聚。而二氧化硅中的Si原子可以與Fe原子作用形成一定數目的Fe-O-Si，從而起到了分隔和分散FeOOH晶粒的作用。使該催化劑在煤液化過程中具有較好的分散性。
【專利說明】鐵系催化劑及其制備方法

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明設及煤化工領域，具體而言，設及一種鐵系催化劑及其制備方法。

【背景技術】
[0002] 煤直接液化生產液體燃料是煤潔凈轉化和高效利用的重要途徑，同時也是彌補石 油資源不足的有效手段之一。我國能源特點是富煤、缺油、少氣，2009年我國對原油進口依 存度超過了 50%,2013年已達60%。原油對外依存度不斷提高，該意味著我國社會生產和 能源安全的形勢將更為嚴峻。作為能源的戰(zhàn)略儲備技術，煤直接液化也一直受到發(fā)達國家 的高度重視，并已開發(fā)成功了肥DOUIGOR和HTI等先進的煤炭直接液化工藝。我國的神華 集團也開發(fā)了神華工藝，目前已經成功運轉百萬噸級的示范裝置。
[0003] 煤液化催化劑是煤直接液化過程的核屯、技術之一，在煤直接液化工藝中起著十分 重要的作用，也是影響煤液化成本的關鍵因素。而降低煤直接液化過程中加氨液化反應的 苛刻程度，提高其經濟綜合競爭力是目前煤直接液化發(fā)展所面臨的主要問題。因此開發(fā)低 成本、綜合活性高的催化劑是一條重要途徑。
[0004] 煤液化催化劑可分為=大類；第一類是石油加氨精制類催化劑，如W鉆（Co)、鋼 (Mo)、鑲肌）為活性金屬的催化劑；第二類是金屬面化物催化劑，如化化、SnCl2等；第立 類是鐵系催化劑，其成分主要包括含鐵的天然礦石、含鐵的工業(yè)殘渣和各種純態(tài)鐵的化合 物（如鐵的氧化物、硫化物和氨氧化物）。研究結果表明，石油加氨精制催化劑的催化活性 較高，但該類金屬催化劑價格比較昂貴，在煤液化反應體系中難W回收和再生利用。金屬面 化物催化劑屬酸性催化劑，裂解能力強，但對煤液化裝置的設備有較強的腐蝕作用，現已不 使用該類催化劑。鐵系催化劑活性適中，具有較高的性價比，一次使用不用回收，該類催化 劑又稱可棄性催化劑，是煤炭直接液化催化劑研究的重點和方向。
[0005] 鐵系催化劑廉價可棄，但其本身活性不高，實際應用中往往通過提高添加量來獲 得更好煤液化效果。然而，催化劑添加量大，從殘渣中帶出的油量也會增加，從而會降低煤 直接液化過程中的油收率。為提升鐵系催化劑煤直接液化催化活性和降低添加量，人工合 成超細粒徑和高分散性鐵系催化劑是一種有效的方法。
[0006] Dadyburjor等采用反相膠束法制備了超細鐵硫催化劑（Ferri-sulfide-based catalysts made using reverse micelles:Effect of preparation on performance in coal liquefaction[J]. Catalysis Today. 2000, 63Q):33-41) ;0iadha 等通過在氮 氣或氨氣氣氛下的高溫熱分解歧化鐵硫化物制備了不同化學計量比的超細鐵的硫化物催 化劑（Characterization and activity of ferric-sulfide-based catalyst in model reactions of direct coal liquefaction:effect of preparation conditions[J]. Ind. Eng. Chem. Res. 1997, 36 (2) : 284-295.) ;Taniguchi 等臥鑛基鐵絡合物為原料制 備了 超細硫化亞鐵催化劑（H Taniguchi. Catalytic activities of iron carbonyl sulfur complexes in the coal liquefaction. Sekitan Kagaku Kaigi Happyo Ronbunshu. 1995, 32:65-68.) ;Li等制備了油酸包覆的納米Fe304,粒徑小至15nm，催 化將軍煤的轉化率達97. 2%，油收率達86. 5% (Y Li，F Ma，X Su，et al.Synthesis and catalysis of oleic acid-coated FegO^anocrystals for direct coal liquefaction[J].化talysis Communications. 2012, 26:231-234)。該些超細鐵系催化劑 雖然具有較高的煤液化活性，但其制備成本很高，不利于大規(guī)模開發(fā)應用。
[0007] 日本新能源開發(fā)機構（肥DO) W硫酸鐵和硫為原料，在480?500°C下，在連續(xù)流 化床反應器中合成硫化鐵，產物中平均含FeS和化i_,S分別為93%和3%，該催化劑液化 活性高于黃鐵礦；雖然該催化劑一次粒子粒徑為50?200nm，但由于易于團聚，其二次粒 子的平均粒度卻達到 108um(XMochida，Progresses of coal liquefaction catalysts in Japan. Catalysis Surveys from Japan 1998, 2:17-30.)。日本新日鐵公司發(fā)表的 JP19910131644專利中采用硫酸鐵溶液，在堿性環(huán)境下氧化制得針狀的化OOH催化劑，采用 該催化劑進行煤直接液化反應，催化劑和干煤的比為1-5%，（S/化=1-3)，取得比W往好 的結果，但是該催化劑在干燥脫水和煤液化條件下同樣會出現團聚長大現象，限制了活性 的發(fā)揮。
[000引通過上述內容可知，現有煤直接液化過程中常用的鐵系催化劑，其存在催化活性 不高的問題。為了解決該一問題，有必要制備一種高分散性的鐵系催化劑。


【發(fā)明內容】

[0009] 本發(fā)明旨在提供一種鐵系催化劑及其制備方法，W解決現有技術中鐵系催化劑在 液化條件下易團聚的問題。
[0010] 為了實現上述目的，根據本發(fā)明的一個方面，提供了一種鐵系催化劑，其包括活性 成分、結構助劑及催化劑載體；其中活性成分包括化00H，結構助劑包括A100H和二氧化娃。
[0011] 進一步地，W化元素計，活性成分占該鐵系催化劑總重量的3?30%，優(yōu)選為4? 15%。
[001引進一步地，W A1元素計，結構助劑中的A100H占該鐵系催化劑總重量的0. 3? 5%，優(yōu)選為0. 5?3%。
[0013] 進一步地，該鐵系催化劑中A1元素與化元素的重量比為0. 03?0. 3,優(yōu)選為 0. 1?0. 25,更優(yōu)選為0. 05?0. 2。
[0014] 進一步地，W Si元素計，二氧化娃占該鐵系催化劑總重量的0. 1?3%，優(yōu)選為 0. 2 ?1%。
[0015] 進一步地，該鐵系催化劑中Si元素與化元素的重量比為0. 01?0. 15,優(yōu)選為 0. 02?0. 13,更優(yōu)選為0. 05?0. 1。
[0016] 進一步地，催化劑載體占該鐵系催化劑總重量的30?88%，優(yōu)選為60?85%。
[0017] 進一步地，催化劑載體的粒徑小于200 y m，優(yōu)選地，小于150 y m。
[0018] 進一步地，催化劑載體包括但不限于煤粉、活性炭或碳納米管，優(yōu)選為煤粉。
[0019] 根據本發(fā)明的另一方面，提供了一種制備上述鐵系催化劑的方法，其包括W下步 驟；S1，制備含有A100H、二氧化娃W及化00H的漿液，過濾，得到濾餅；W及S2,將上述濾 餅、催化劑載體W及溶劑進行混合，過濾后，得到上述鐵系催化劑。
[0020] 進一步地，步驟S1包括；S11，將含鐵可溶性鹽和含侶可溶性鹽溶解于第一溶劑， 形成第一混合物；W及S12,配制含娃溶液與第二溶劑混合，形成第二混合物；S13,將步驟 SI 1中的第一混合物與步驟S12中的第二混合物進行反應，過濾后，得到濾餅；其中，上述含 娃溶液包括但不限于娃溶膠或娃酸鹽溶液，上述第一溶劑為水，上述第二溶劑為氨水。
[0021] 進一步地，上述制備方法中，含鐵可溶性鹽包括但不限于硫酸亞鐵和/或氯化亞 鐵，含侶可溶性鹽包括但不限于硫酸侶和/或硝酸侶；娃酸鹽為娃酸鐘和/或娃酸鋼。
[0022] 本發(fā)明旨在提供一種鐵系催化劑及其制備方法。應用本發(fā)明的技術方案，本發(fā)明 所提供的鐵系催化劑中，同時包含了化OOH活性成分和含有A100H及二氧化娃的結構助劑。 結構助劑中A100H及二氧化娃的存在，能夠降低活性成分化OOH的粒度，使其具有超細高分 散無定形的特點。同時，A1原子可W與化發(fā)生部分取代，形成化,Ali_,OOH，能夠起到對活性 成分的分散作用，降低化OOH粒子粒徑，并能抑制催化劑在脫水、干燥過程中發(fā)生團聚。而 二氧化娃中的Si原子可W與化原子作用形成一定數目的化-0-Si，從而起到了分隔和分散 FeOOH晶粒的作用。進一步地，在A100H及二氧化娃的內外作用下，當該鐵系催化劑處于煤 液化條件下時，催化劑的活性成分化00H極易與環(huán)境中的S元素形成超細活性組分化i_,S。 化i_,S具有較高的初始煤液化活性。而且，A100H分散和Si與化的相互作用，能夠有效抑 制該高活性組分化i_yS的進一步聚集長大，使之持續(xù)保持較高的、穩(wěn)定的加氨液化活性。總 而言之，本發(fā)明所提供的上述鐵系催化劑具有高度的分散性，同時還具有較高的催化活性。

【具體實施方式】
[0023] 需要說明的是，在不沖突的情況下，本發(fā)明中的實施例及實施例中的特征可W相 互組合。下面將結合實施例來詳細說明本發(fā)明。
[0024] 正如【背景技術】所描述的，現有的鐵系催化劑在干燥脫水和煤液化條件下會出現團 聚長大的現象，該限制了催化劑活性的發(fā)揮。為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種鐵系催 化劑，其包括活性成分、結構助劑及催化劑載體；其中，活性成分包括化00H，結構助劑包括 A100H和二氧化娃。
[0025] 本發(fā)明所提供的鐵系催化劑中，同時包含了 FeOOH活性成分和含有A100H及二氧 化娃的結構助劑。結構助劑中A100H及二氧化娃的存在，能夠降低活性成分化00H的粒度， 使其具有超細高分散無定形的特點。同時，A100H能夠起到分散化00H粒子的作用，使得生 成的FeOOH粒子在脫水、干燥過程中不易發(fā)生團聚。而二氧化娃中的Si原子可W進入到 FeOOH晶格，并與Fe原子作用形成一定數目的化-0-Si，從而起到了分隔和分散化00H晶粒 的作用。進一步地，在A100H及二氧化娃的內外作用下，當該鐵系催化劑處于煤液化條件下 時，催化劑的活性成分化00H極易與環(huán)境中的S元素形成超細活性組分化i_,S?；痠_,S具有 較高的初始煤液化活性。而且，A100H分散和Si與化的相互作用，能夠有效抑制該高活性 組分化i_yS的進一步聚集長大，使之持續(xù)保持較高的、穩(wěn)定的加氨液化活性?？偠灾?發(fā)明所提供的上述鐵系催化劑具有高度的分散性，同時還具有較高的催化活性。
[0026] 本發(fā)明所提供的上述鐵系催化劑中，只要同時包括上述活性成分和結構助劑，即 可具有較高的分散性和催化活性。在一種優(yōu)選的實施方式中，W Fe元素計，活性成分占鐵 系催化劑總重量的3?30%。將上述活性成分的含量控制在上述范圍，有利于在進一步提 高催化劑的催化活性，同時，較高含量的結構助劑能夠使催化劑具有更好的分散性。優(yōu)選 地，W化元素計，上述活性成分占上述鐵系催化劑總重量的4?15%。
[0027] 本發(fā)明所提供的上述鐵系催化劑中，只要同時包括上述活性成分和結構助劑，并 將化元素占上述鐵系催化劑總重量的百分比控制在上述范圍內，即可具有較高的分散性 和催化活性。在一種優(yōu)選的實施方式中，W A1元素計，結構助劑中A100H的占上述鐵系催 化劑總重量的0. 3?5%。將結構助劑中A100H占上述鐵系催化劑總重量的百分比控制在 上述范圍內，有利于提高化OOH粒子的分散，使得生成的化OOH粒子在脫水、干燥過程中不 易發(fā)生團聚，進而提高催化劑的催化活性。優(yōu)選地，W A1元素計，結構助劑中A100H占上述 鐵系催化劑總重量0. 5?3%。
[002引本發(fā)明所提供的上述鐵系催化劑中，只要同時包括上述活性成分和結構助劑，并 將化元素和Si元素占上述鐵系催化劑總重量的百分比控制在上述范圍內，即可具有較高 的分散性和催化活性。在一種優(yōu)選的實施方式中，W Si元素計，二氧化娃占上述鐵系催化 劑總重量的0. 1?3%。將二氧化娃占上述鐵系催化劑總重量的百分含量控制在上述范圍 內，有利于Si原子可W進入到化OOH晶格，并與化原子作用形成一定數目的化-0-Si，起到 了分隔和分散化OOH晶粒的作用，該有利于提高活性成分的分散性，進而提高催化劑的催 化活性。優(yōu)選地，W Si元素計，二氧化娃占上述鐵系催化劑總重量的0. 2?1 %。
[0029] 本發(fā)明所提供的上述鐵系催化劑中，只要將鐵系催化劑中活性成分和結構助劑的 用量按照上述配比進行添加，得到的催化劑即具有較高的分散性和催化活性。在一種優(yōu)選 的實施方式中，鐵系催化劑中A1元素與化元素的重量比為0. 03?0. 3。將催化劑中A1元 素與化元素的重量比控制在上述范圍內，有利于使催化劑具有較高催化活性的同時，進一 步保持較高的分散性。而且，侶元素的添加，還可W降低鐵系催化劑的成本，提高經濟性。優(yōu) 選地，A1元素與化元素的重量比為0. 1?0. 25,更優(yōu)選為0. 05?0. 2。
[0030] 本發(fā)明所提供的上述鐵系催化劑中，只要將鐵系催化劑中活性組分和結構助劑的 用量W及將催化劑中A1元素與化元素的重量比按照上述比例添加，得到的催化劑即具有 較高的分散性和催化活性。在一種優(yōu)選的實施方式中，鐵系催化劑中Si元素與化元素的 重量比為0. 01?0. 15。將催化劑中Si元素與化元素的重量比控制在上述范圍內，A1元 素和Si元素共同作用阻礙了活性成分化OOH粒度團聚長大，.有利于制備出具有較高催化 活性和高分散性的催化劑。優(yōu)選地，催化劑中A1元素與化元素的重量比為0. 02?0. 13， 更優(yōu)選為0.05?0. 1。
[0031] 本發(fā)明所提供的鐵系催化劑中，采用的催化劑載體可W是制備催化劑時常用的載 體。在一種優(yōu)選的實施方式中，上述催化劑載體包括但不限于煤粉、活性炭或碳納米管。將 鐵系催化劑負載到載體上，與載體緊密接觸并被煤粉分散，在煤液化反應過程中，催化劑能 與煤就近快速反應，促進了大煤分子的催化劑熱解和加氨，有利于煤液化效率的提高。優(yōu)選 地，上述鐵系催化劑的載體為煤粉。
[0032] 根據本發(fā)明上述的教導，本領域技術人員可W選擇催化劑載體的具體含量。在一 種優(yōu)選的實施方式中，上述催化劑載體占上述鐵系催化劑總重量的30?88 %。將催化劑載 體占上述鐵系催化劑總重量的百分比控制在上述范圍內，有利于使鐵系催化劑的活性成分 更充分地負載在載體上，從而更充分地分散在反應體系中。該改善了催化劑與反應物的接 觸效果，有利于進一步提高催化劑的催化活性。優(yōu)選地，上述催化劑載體占上述鐵系催化劑 總重量的60?85%。
[0033] 本領域技術人員可W選擇上述鐵系催化劑中催化劑載體的具體粒徑。在一種優(yōu)選 的實施方式中，鐵系催化劑中催化劑載體的粒徑小于200um。該可W進一步分散活性組分， 進一步防止其團聚。并且在煤液化過程中進一步提高催化劑活性，w加快反應速度，達到更 好的煤液化效果。優(yōu)選地，鐵系催化劑中催化劑載體的粒徑小于150um。
[0034] 本發(fā)明的鐵系催化劑在制備時，往往會在催化劑中引入部分水，其重量百分含量 一般在2?10%。該些水可能W游離態(tài)或結晶水的形式存在。該些水不會對催化劑的活性 產生負面影響。
[0035] 根據本發(fā)明的另一方面，提供了一種制備上述鐵系催化劑的方法，其包括W下步 驟；S1，制備含有A100H、二氧化娃W及化OOH的漿液，過濾，得到濾餅；W及S2,將所述濾 餅、催化劑載體W及溶劑進行混合，過濾后，得到所述鐵系催化劑。
[0036] 本發(fā)明所提供的制備方法，W A100H、二氧化娃W及化OOH作為原料，經過漿液混 合、催化劑載體引入，得到了同時含有結構助劑A100H和二氧化娃W及活性成分化OOH的鐵 系催化劑。結構助劑中A100H及二氧化娃的存在，能夠降低活性成分化OOH的粒度，使其 具有超細高分散無定形的特點。同時，A100H能夠起到分散化OOH粒子的作用，使得生成的 FeOOH粒子在脫水、干燥過程中不易發(fā)生團聚。而二氧化娃中的Si原子可W進入到化OOH晶 格，并與化原子作用形成一定數目的化-0-Si，從而起到了分隔和分散化00H晶粒的作用。 進一步地，在A100H及二氧化娃的內外作用下，當該鐵系催化劑處于煤液化條件下時，催化 劑的活性成分化00H極易與環(huán)境中的S元素形成超細活性組分化i_,S(x為0. 05?0. 30)。 化i_,S具有較高的初始煤液化活性。而且，A100H分散和Si與化的相互作用，能夠有效抑 制該高活性組分化i_yS的進一步聚集長大，使之持續(xù)保持較高的、穩(wěn)定的加氨液化活性?？?而言之，本發(fā)明所提供的上述鐵系催化劑具有高度的分散性，同時還具有較高的催化活性。
[0037] 上述制備方法中，本領域技術人員可W選擇每一個步驟的具體操作方法。在一種 優(yōu)選的實施方式中，上述制備方法中步驟S1包括；S11，將含鐵可溶性鹽和含侶可溶性鹽溶 解于第一溶劑，形成第一混合物；W及S12,將含娃溶液與氨水混合，形成第二混合物；S13， 將所述第一混合物與所述第二混合物進行反應，過濾后，得到所述濾餅；其中，第一溶劑包 括但不限于水，第二溶劑可選范圍包括但不限于氨水；含鐵可溶性鹽包括但不限于硫酸亞 鐵和/或氯化亞鐵，含侶可溶性鹽包括但不限于硫酸侶和/或硝酸侶；含娃溶液為娃溶膠或 娃酸鹽溶液.。優(yōu)選地，娃酸鹽為娃酸鐘或娃酸鋼。
[003引本發(fā)明上述制備鐵系催化劑的原理是，S11步驟中將含鐵可溶性鹽和含侶可溶性 鹽溶解于第一溶劑中，形成第一混合物；S12,將含娃溶液與第二溶劑混合，形成第二混合 物；S13中將第一混合物和第二混合物混合，先發(fā)生沉淀反應，然后向上述反應液中通入壓 縮空氣，再發(fā)生沉淀反應。亞鐵離子先在第二溶劑的作用下生成含鐵元素的沉淀，然后含 鐵元素的沉淀在氧氣的作用下發(fā)生氧化反應生成活性成分化00H ;同時侶離子先在第二溶 劑的作用下生成含侶元素的沉淀，然后在氧氣的作用下發(fā)生氧化反應生成結構助劑組分 A100H。通過調節(jié)兩種混合物的進料速度，將反應液的抑控制在7.0堿性條件下。過濾上 述漿液，得到濾餅。然后步驟S2中將上述濾餅與催化劑載體W及溶劑進行混合，過濾，得到 上述鐵系催化劑。上述溶劑可選自常用的無機溶劑和有機溶劑，出于成本考慮上述溶劑優(yōu) 選為去離子水。
[0039] 根據本發(fā)明上述的教導，本領域技術人員可W選擇具體的含娃溶液及其各項參 數。在一種優(yōu)選的實施方式中，上述含娃溶液為娃溶膠或娃酸鹽溶液，娃溶膠優(yōu)選Si〇2粒 徑為3?10皿、抑值為9?12. 5的娃溶膠。娃酸鹽溶液優(yōu)選為娃酸鐘溶液或娃酸鋼溶液。 上述含娃溶液在抑在9?12. 5之間時，娃膠穩(wěn)定性更好，粒徑也較小，其中可W使用第二 溶劑調節(jié)原始娃溶膠的抑至上述范圍。此外，上述亞鐵鹽溶液包括但不限于硫酸亞鐵溶液 或氯化亞鐵溶液，上述侶鹽包括但不限于硫酸侶或硝酸侶。
[0040] 根據本發(fā)明上述的教導，本領域技術人員可W選擇第一混合液中亞鐵離子的重量 百分含量。在一種優(yōu)選的實施方式中，上述第一混合液中亞鐵離子占上述鐵系催化劑總重 量的1?6%。該有利于保證鐵系催化劑中鐵的含量，進而保證催化劑具有良好的催化活 性。優(yōu)選地，上述第一混合液中亞鐵離子占上述鐵系催化劑總重量的1. 5?4%。
[0041] 根據本發(fā)明上述的教導，本領域技術人員可W選擇上述第二溶劑為氨水，且氨水 中畑3的重量百分含量。在一種優(yōu)選的實施方式中，上述氨水中NH 3的重量百分含量為1? 5%。該是有利于保證上述反應液的抑控制在預定的范圍內。優(yōu)選地，上述氨水中畑3的 重量百分含量為1. 5?2. 5%。
[0042] 根據本發(fā)明上述的教導，本領域技術人員可W選擇在上述步驟S13中亞鐵鹽溶液 的進料時間和反應液的抑范圍。在一種優(yōu)選的實施方式中，在上述步驟S13中，亞鐵鹽溶 液的進料時間為20?40min，反應液的抑值為6. 0?8. 0。該有利于保證催化劑中鐵的含 量，進而保證鐵系催化劑具有較高的催化活性。
[0043] 根據本發(fā)明上述的教導，本領域技術人員可W選擇上述步驟S13中的其他工藝參 數。在一種優(yōu)選的實施方式中，上述步驟S13包括；向反應液中通入壓縮空氣，優(yōu)選壓縮空 氣的流速為2?lOL/min，并控制反應液的反應溫度為20?70°C，利用混合溶液控制反應 液的抑值為5. 5?8. 0,持續(xù)反應時間為20?ISOmin，。該有利于控制反應的速率和反應 程度，保證催化劑的活性成分為化00H。優(yōu)選地，上述反應液的反應溫度為30?55°C。更 優(yōu)選地，上述混合溶液控制反應液的抑值為6. 0?7. 5。更進一步優(yōu)選地，持續(xù)反應時間為 45 ?90min。
[0044] 根據本發(fā)明上述的教導，本領域技術人員可W選擇上述步驟S2中的工藝參數。在 一種優(yōu)選的實施方式中，上述步驟S3包括；將濾餅加入去離子水中，W 300?lOOOr/min的 轉速打漿30?150min后形成混合漿料；向混合漿料中加入煤粉，W 300?lOOOr/min的攬 拌速度攬拌30?ISOmin形成前驅體漿液。該有利于化00H、A100H和二氧化娃更加均勻地 負載在煤粉上，從而提高鐵系催化劑的分散性和催化活性
[0045] 根據本發(fā)明上述的教導，本領域技術人員可W選擇上述步驟S2中化元素與干 煤粉的重量比。在一種優(yōu)選的實施方式中，上述步驟S2中化元素與干煤粉的重量比為 0. 03:1?0. 3:1。該有利于提高活性成分在載體煤粉上的分散性進而提高鐵系催化劑的催 化活性。
[0046] 根據本發(fā)明上述的教導，本領域技術人員可W選擇對上述步驟S2中的濾餅進行 干燥處理時的溫度和時間條件。在一種優(yōu)選的實施方式中，上述干燥處理的溫度為40? 90°C，優(yōu)選時間為12?4她。該有利于在盡量短的時間內將水分除去，并避免干燥過程總對 催化劑產生負面影響。優(yōu)選地，上述干燥處理的溫度為50?80°C。進一步優(yōu)選地，上述干 燥處理的溫度為18?30h。
[0047] 根據本發(fā)明上述的教導，本領域技術人員可W選擇上述體系催化劑的研磨粒徑。 在一種優(yōu)選的實施方式中，研磨后得到粒徑在200 ym W下的鐵系催化劑。
[0048] 本發(fā)明中所述"漿液"指的是一種同時含有固體和液體的混合物。
[0049] W下結合具體實施例對本發(fā)明作進一步詳細描述，該些實施例不能理解為限制本 發(fā)明所要求保護的范圍。
[0化日]實施例1
[0化^ 稱取 248. 23g FeS04 ? 7&0 和：M. 72g A1 (N03)3 ? 9&0 加入到 2000g 去離子水中， 充分攬拌溶解得到第一混合物；將濃度為27wt%的濃氨水加入到去離子水中形成稀氨水 溶液，然后稱取10. 71g含Si化濃度為30wt%、抑值為9的娃溶膠加入到配制好的氨水溶 液，充分攬拌混合均勻，形成第二混合物；
[0化2] 采用蠕動累將上述第一混合物和第二混合物并流加入到含水lOOOg的1化反應器 中進行沉淀反應。其中，反應器通過夾套內的循環(huán)水保溫W控制反應溫度為45°C，第一混合 物的進料時間為25分鐘，控制氨水進料速度W維持反應抑值為7.0。第一混合物進料完畢 后，通入壓縮空氣進行氧化反應，壓縮空氣進料流速為化/min,氧化反應時間為80分鐘，期 間控制混合溶液進料速度維持反應抑值為7. 0。
[0化3] 反應完畢后形成含有A1元素和Si元素的化00H漿液，將該漿液轉入離屯、分離。 將獲得的濾餅加入去離子水進行打漿洗漆，再進行打漿-離屯、循環(huán)，直至測得濾液電導率 小于300 y s/cm時，將最終得到的濾餅加入2000g水W 50化pm的轉速打漿1. 5小時，加入 干燥后的小于200 y m的煤粉500g，繼續(xù)W 500巧m的攬拌速度攬拌1. 5小時得到前驅體漿 液。之后對前驅體漿液進行離屯、得到煤粉負載催化劑的前驅體濾餅，前驅體濾餅放入80°C 氮氣干燥箱中干燥36小時，干燥后將固體研細至200 ym的粉末W下即制得鐵系催化劑。 [0054] 實施例2
[0化引 稱取 248. 23g FeS04 ? 7&0 和 104. 17g A1 (N03)3 ? 9&0 加入到 2000g 去離子水中， 充分攬拌充分攬拌溶解得到第一混合物；將濃度為27wt%的濃氨水加入到去離子水中形 成稀氨水溶液，然后稱取12. 86g含Si02濃度為30wt %、抑值為9的娃溶膠加入到配制好 的氨水溶液，充分攬拌混合均勻，形成第二混合物；
[0化6] 采用蠕動累將上述第一混合物和第二混合物并流加入到含水lOOOg的1化反應器 中進行沉淀反應。其中，反應器通過夾套內的循環(huán)水保溫W控制反應溫度為45°C，第一混合 物的進料時間為進料時間為25分鐘，控制氨水進料速度W維持反應抑值為7. 0 ;第一混合 物溶液進料完畢后，通入壓縮空氣進行氧化反應，壓縮空氣進料流速為化/min,氧化反應時 間為80分鐘，期間通過控制混合溶液進料速度維持反應抑值為7. 0。
[0化7] 反應完畢后形成含有A1元素元素和Si元素的化00H漿液，將該漿液轉入離屯、分 離，獲得濾餅加入去離子水進行打漿洗漆，再進行打漿-離屯、循環(huán)，直至測得濾液電導率小 于300 y s/cm時，將最終得到的濾餅加入2000g水W 40化pm的轉速打漿1. 5小時，加入干 燥后的小于200 y m的煤粉500g，繼續(xù)W 60化pm的攬拌速度攬拌2小時得到前驅體漿液，之 后對前驅體漿液進行離屯、得到煤粉負載催化劑的前驅體濾餅，前驅體濾餅放入70°C氮氣干 燥箱中干燥36小時，干燥后將固體研細至200 y m的粉末W下即制得鐵系催化劑。
[0化引實施例3
[0化9]稱取 248. 23g FeS04 ? 7肥0 和 185. OOg A12 (S04) 3 ? 1細20 加入到 2000g 去離子 水中，充分攬拌溶解得到第一混合物；將濃度為27wt%的濃氨水加入到去離子水中形成稀 氨水溶液，然后稱取17. 86g含Si化濃度為30wt%、抑值為11的娃溶膠加入到配制好的氨 水溶液，充分攬拌混合均勻，形成第二混合物。
[0060] 采用蠕動累將上述第一混合物和第二混合物并流加入到含水lOOOg的1化反應器 中進行沉淀反應。其中，反應器通過夾套內的循環(huán)水保溫W控制反應溫度為55°c，第一混合 物的進料時間為30分鐘，控制好氨水進料速度W維持反應抑值為7. 8。第一混合物進料完 畢后，通入壓縮空氣進行氧化反應，壓縮空氣進料流速為化/min,氧化反應時間為80分鐘， 期間通過控制混合溶液進料速度維持反應抑值為7. 5。
[00W] 反應完畢后形成含有A1元素和Si元素的化00H漿液，將該漿液轉入離屯、分離， 獲得濾餅加入去離子水進行打漿洗漆，再進行打漿-離屯、循環(huán)，直至測得濾液電導率小于 300 y s/cm時，將最終得到的濾餅加入2000g水W 50化pm的轉速打漿1. 5小時，加入干燥后 的小于200 y m的煤粉500g，繼續(xù)W 50化pm的攬拌速度攬拌2小時得到前驅體漿液，之后對 前驅體漿液進行離屯、得到煤粉負載催化劑的前驅體濾餅，前驅體濾餅放入6(TC氮氣干燥箱 中干燥30小時，干燥后將固體研細至200 ym的粉末W下即制得鐵系催化劑。
[0062] 實施例4
[0063] 稱取 248. 23g FeS〇4 ? 7&0 和 104. 17g Ala (S〇4) 3 ? 1細2〇 加入到 2000g 去離子水 中，充分攬拌溶解得到第一混合物；將濃度為27wt%的濃氨水加入到去離子水中形成稀氨 水溶液，然后稱取7. 62g含KsSiOs質量分數為82%的K 2Si〇3 ?址2〇樣品加入到配制好的氨 水溶液，充分攬拌溶解后，形成混合溶液。
[0064] 采用蠕動累將上述第一混合物和第二混合物并流加入到含水lOOOg的1化反應器 中進行沉淀反應。其中，反應器通過夾套內的循環(huán)水保溫W控制反應溫度為55°C，第一混合 物的進料時間為30分鐘，控制好氨水進料速度W維持反應抑值為7. 5 ;第一混合物進料完 畢后，通入壓縮空氣進行氧化反應，壓縮空氣進料流速為化/min,氧化反應時間為80分鐘， 期間通過控制混合溶液進料速度維持反應抑值為7. 3。
[00化]反應完畢后形成含有A1元素和Si元素的化00H漿液，將該漿液轉入離屯、分離， 獲得濾餅加入去離子水進行打漿洗漆，再進行打漿-離屯、循環(huán)，直至測得濾液電導率小于 300 y s/cm時，將最終得到的濾餅加入2000g水W 40化pm的轉速打漿1. 5小時，加入干燥后 的小于200 y m的煤粉500g，繼續(xù)W 50化pm的攬拌速度攬拌2小時得到前驅體漿液，之后對 前驅體漿液進行離屯、得到煤粉負載催化劑的前驅體濾餅，前驅體濾餅放入6(TC氮氣干燥箱 中干燥48小時，干燥后將固體研細至200 ym的粉末W下即制得鐵系催化劑。
[0066] 實施例5
[0067] 稱取 248. 23g FeS〇4 ? 7&0 和 104. 17g AI2 (S04) 3 ? 1細20 加入到 2000g 去離子水 中，充分攬拌溶解得到第一混合物；將濃度為27wt%的濃氨水加入到去離子水中形成稀氨 水溶液，然后稱取28. 57g含Si〇2濃度為30wt%、抑值為11的娃溶膠加入到配制好的氨水 溶液，充分攬拌混合均勻，形成第二混合物。
[0068] 采用蠕動累將上述第一混合物和第二混合物并流加入到含水lOOOg的1化反應器 中進行沉淀反應。其中，反應器通過夾套內的循環(huán)水保溫W控制反應溫度為30°C，第一混合 物的進料時間為25分鐘，控制好氨水進料速度W維持反應抑值為6. 3 ;第一混合物進料完 畢后，通入壓縮空氣進行氧化反應，壓縮空氣進料流速為化/min,氧化反應時間為60分鐘， 期間通過控制混合溶液進料速度維持反應抑值為6. 3。
[0069] 反應完畢后形成含有A1元素和Si元素的化00H漿液，將該漿液轉入離屯、分離， 獲得濾餅加入去離子水進行打漿洗漆，再進行打漿-離屯、循環(huán)，直至測得濾液電導率小于 300 y s/cm時，將最終得到的濾餅加入2000g水W 60化pm的轉速打漿1. 5小時，加入干燥后 的小于200 y m的煤粉500g，繼續(xù)W 70化pm的攬拌速度攬拌2小時得到前驅體漿液，之后對 前驅體漿液進行離屯、得到煤粉負載催化劑的前驅體濾餅，前驅體濾餅放入60°C氮氣干燥箱 中干燥24小時，干燥后將固體研細至200 ym的粉末W下即制得鐵系催化劑。
[0070] 實施例6
[0071] 稱取 248. 23g FeS〇4 ? 7&0 和 152. 78g Al2(S04)3 ? 18&0 加入到 2000g 去離子水 中，充分攬拌溶解得到第一混合物；將濃度為27wt%的濃氨水加入到去離子水中形成稀氨 水溶液，然后稱取17. 86g含Si化濃度為30wt%、抑值為9的娃溶膠加入到配制好的氨水 溶液，充分攬拌混合均勻，形成第二混合物。
[0072] 采用蠕動累將上述第一混合物和第二混合物并流加入到含水lOOOg的1化反應器 中進行沉淀反應。其中，反應器通過夾套內的循環(huán)水保溫W控制反應溫度為30°C，第一混合 物的進料時間為35分鐘，控制好氨水進料速度W維持反應抑值為7. 1 ;第一混合物進料完 畢后，通入壓縮空氣進行氧化反應，壓縮空氣進料流速為化/min,氧化反應時間為80分鐘， 期間通過控制混合溶液進料速度維持反應抑值為7. 1。
[0073] 反應完畢后形成含有A1元素和Si元素的化00H漿液，將該漿液轉入離屯、分離， 獲得濾餅加入去離子水進行打漿洗漆，再進行打漿-離屯、循環(huán)，直至測得濾液電導率小于 300 y s/cm時，將最終得到的濾餅加入2000g水W 60化pm的轉速打漿1. 5小時，加入干燥后 的小于200 y m的煤粉250g，繼續(xù)W 70化pm的攬拌速度攬拌2小時得到前驅體漿液，之后對 前驅體漿液進行離屯、得到煤粉負載催化劑的前驅體濾餅，前驅體濾餅放入50°C氮氣干燥箱 中干燥24小時，干燥后將固體研細至200 ym的粉末W下即制得鐵系催化劑。
[0074] 實施例7
[0075] 稱取 248. 23g FeS〇4 ? 7&0 和 69. 44g Al2(S04)3 ? 18&0 加入到 2000g 去離子水 中，充分攬拌溶解得到第一混合物；將濃度為27wt%的濃氨水加入到去離子水中形成稀氨 水溶液，然后稱取21. 43g含Si化濃度為30wt%、抑值為9的娃溶膠加入到配制好的氨水 溶液，充分攬拌混合均勻，形成第二混合物。
[0076] 采用蠕動累將上述第一混合物和第二混合物并流加入到含水lOOOg的1化反應器 中進行沉淀反應。其中，反應器通過夾套內的循環(huán)水保溫W控制反應溫度為30°C，第一混合 物的進料時間為35分鐘，控制好氨水進料速度W維持反應抑值為7. 1 ;第一混合物進料完 畢后，通入壓縮空氣進行氧化反應，壓縮空氣進料流速為化/min,氧化反應時間為80分鐘， 期間通過控制混合溶液進料速度維持反應抑值為7. 1。
[0077] 反應完畢后形成含有A1元素和Si元素的化00H漿液，將該漿液轉入離屯、分離， 獲得濾餅加入去離子水進行打漿洗漆，再進行打漿-離屯、循環(huán)，直至測得濾液電導率小于 300 y s/cm時，將最終得到的濾餅加入3000g水W 60化pm的轉速打漿1. 5小時，加入干燥后 的小于200 y m的煤粉800g，繼續(xù)W 70化pm的攬拌速度攬拌2小時得到前驅體漿液，之后對 前驅體漿液進行離屯、得到煤粉負載催化劑的前驅體濾餅，前驅體濾餅放入50°C氮氣干燥箱 中干燥24小時，干燥后將固體研細至200 ym的粉末W下即制得鐵系催化劑。
[007引實施例8
[0079]稱取 496. 46g FeS〇4 ? 7&0 和 138. 89g A1 (N03) 3 ? 9&0 加入到 2000g 去離子水中， 充分攬拌溶解得到第一混合物；將濃度為27wt%的濃氨水加入到去離子水中形成稀氨水 溶液，然后稱取42. 86g含Si〇2濃度為30wt%、抑值為10的娃溶膠加入到配制好的氨水溶 液，充分攬拌混合均勻，形成第二混合物。
[0080] 采用蠕動累將上述第一混合物和第二混合物并流加入到墊水1500g的1化反應 器中進行沉淀反應，反應器通過夾套內的循環(huán)水保溫W控制反應溫度為45°C，第一混合物 的進料時間為25分鐘，控制好氨水進料速度W維持反應抑值為6. 5 ;第一混合物進料完畢 后，通入壓縮空氣進行氧化反應，壓縮空氣進料流速為化/min,氧化反應時間為100分鐘， 期間通過控制混合溶液進料速度維持反應抑值為6. 5。
[OOW] 反應完畢后形成含有A1元素和Si元素的化00H漿液，將該漿液轉入離屯、分離， 獲得濾餅加入去離子水進行打漿洗漆，再進行打漿-離屯、循環(huán)，直至測得濾液電導率小于 300 y s/cm時，將最終得到的濾餅加入1500g水W 50化pm的轉速打漿1小時，加入干燥后的 小于200 y m的煤粉250g，繼續(xù)W 50化pm的攬拌速度攬拌1. 5小時得到前驅體漿液，之后對 前驅體漿液進行離屯、得到煤粉負載催化劑的前驅體濾餅，前驅體濾餅放入6(TC氮氣干燥箱 中干燥48小時，干燥后將固體研細至200 ym的粉末W下即制得鐵系催化劑。
[0082] 實施例9
[008引 稱取 174. 64g 化CI2 ? 4&0 和 83. 33g A1 (N03) 3 ? 9&0 加入到 2000g 去離子水中， 充分攬拌溶解得到氯化亞鐵和硝酸侶的混合溶液；將濃度為27wt%的濃氨水加入到去離 子水中形成稀氨水溶液，然后稱取23. 24g含Si02濃度為30wt%、抑值為11的娃溶膠加入 到配制好的氨水溶液，充分攬拌混合均勻，形成第二混合物。
[0084] 采用蠕動累將上述第一混合物和第二混合物并流加入到含水lOOOg的1化反應器 中進行沉淀反應。其中，反應器通過夾套內的循環(huán)水保溫W控制反應溫度為45°C，第一混合 物的進料時間為25分鐘，控制好氨水進料速度W維持反應抑值為7. 0 ;第一混合物進料完 畢后，通入壓縮空氣進行氧化反應，壓縮空氣進料流速為化/min,氧化反應時間為80分鐘， 期間通過控制混合溶液進料速度維持反應抑值為7. 5。
[0085] 反應完畢后形成含有A1元素和Si元素的化00H漿液，將該漿液轉入離屯、分離， 獲得濾餅加入去離子水進行打漿洗漆，再進行打漿-離屯、循環(huán)，直至測得濾液電導率小于 300 y s/cm時，將最終得到的濾餅加入2000g水W 50化pm的轉速打漿1. 5小時，加入干燥后 的小于200 y m的煤粉600g，繼續(xù)W 50化pm的攬拌速度攬拌1. 5小時得到前驅體漿液，之后 對前驅體漿液進行離屯、得到煤粉負載催化劑的前驅體濾餅，前驅體濾餅放入80°C氮氣干燥 箱中干燥36小時，干燥后將固體研細至200 ym的粉末W下即制得鐵系催化劑。
[0086] 實施例10
[0087]稱取 248. 23g FeS〇4 ? 7&0 和 115. 74g A1 (N03)3 ? 9&0 加入到 2000g 去離子水中， 充分攬拌溶解得到第一混合物；將濃度為27wt%的濃氨水加入到去離子水中形成稀氨水 溶液，然后稱取10. 71g含Si〇2濃度為30wt%、抑值為9的娃溶膠加入到配制好的氨水溶 液，充分攬拌混合均勻，形成第二混合物；
[008引采用蠕動累將上述第一混合物和第二混合物并流加入到含水lOOOg的1化反應器 中進行沉淀反應。其中，反應器通過夾套內的循環(huán)水保溫W控制反應溫度為45°C，第一混合 物的進料時間為25分鐘，控制氨水進料速度W維持反應抑值為7.0。第一混合物進料完畢 后，通入壓縮空氣進行氧化反應，壓縮空氣進料流速為化/min,氧化反應時間為80分鐘，期 間控制混合溶液進料速度維持反應pH值為7. 0。
[0089] 反應完畢后形成含有A1元素和Si元素的化OOH漿液，將該漿液轉入離屯、分離。將 獲得的濾餅加入去離子水進行打漿洗漆，再進行打漿-離屯、循環(huán)，直至測得濾液電導率小 于300 y s/cm時，將最終得到的濾餅加入2000g水W 50化pm的轉速打漿1. 5小時，加入干 燥后的小于200 ym的煤粉51. 12g，繼續(xù)W 50化pm的攬拌速度攬拌1. 5小時得到前驅體漿 液。之后對前驅體漿液進行離屯、得到煤粉負載催化劑的前驅體濾餅，前驅體濾餅放入80°C 氮氣干燥箱中干燥36小時，干燥后將固體研細至200 ym的粉末W下即制得鐵系催化劑。
[0090] 實施例11
[00川 稱取 248. 23g FeS04 ? 7&0 和 69. 44g A1 (N03)3 ? 9&0 加入到 2000g 去離子水中， 充分攬拌溶解得到第一混合物；將濃度為27wt%的濃氨水加入到去離子水中形成稀氨水 溶液，然后稱取3. 57g含Si02濃度為30wt %、抑值為9的娃溶膠加入到配制好的氨水溶液， 充分攬拌混合均勻，形成第二混合物；
[0092] 采用蠕動累將上述第一混合物和第二混合物并流加入到含水lOOOg的1化反應器 中進行沉淀反應。其中，反應器通過夾套內的循環(huán)水保溫W控制反應溫度為45°C，第一混合 物的進料時間為25分鐘，控制氨水進料速度W維持反應抑值為7.0。第一混合物進料完畢 后，通入壓縮空氣進行氧化反應，壓縮空氣進料流速為化/min,氧化反應時間為80分鐘，期 間控制混合溶液進料速度維持反應抑值為7. 0。
[0093] 反應完畢后形成含有A1元素和Si元素的化00H漿液，將該漿液轉入離屯、分離。 將獲得的濾餅加入去離子水進行打漿洗漆，再進行打漿-離屯、循環(huán)，直至測得濾液電導率 小于300 y s/cm時，將最終得到的濾餅加入2000g水W 50化pm的轉速打漿1. 5小時，加入 干燥后的小于200 y m的煤粉1415. 67g，繼續(xù)W 50化pm的攬拌速度攬拌1. 5小時得到前驅 體漿液。之后對前驅體漿液進行離屯、得到煤粉負載催化劑的前驅體濾餅，前驅體濾餅放入 80°C氮氣干燥箱中干燥36小時，干燥后將固體研細至200 y m的粉末W下即制得鐵系催化 劑。
[0094] 實施例12
[00巧]稱取 248. 23g FeS〇4 ? 7&0 和 138. 89g A1 (N03) 3 ? 9&0 加入到 2000g 去離子水中， 充分攬拌溶解得到第一混合物；將濃度為27wt%的濃氨水加入到去離子水中形成稀氨水 溶液，然后稱取1. 429g含Si〇2濃度為30wt%、抑值為9的娃溶膠加入到配制好的氨水溶 液，充分攬拌混合均勻，形成第二混合物；
[0096] 采用蠕動累將上述第一混合物和第二混合物并流加入到含水lOOOg的1化反應器 中進行沉淀反應。其中，反應器通過夾套內的循環(huán)水保溫W控制反應溫度為45°C，第一混合 物的進料時間為25分鐘，控制氨水進料速度W維持反應抑值為7.0。第一混合物進料完畢 后，通入壓縮空氣進行氧化反應，壓縮空氣進料流速為化/min,氧化反應時間為80分鐘，期 間控制混合溶液進料速度維持反應pH值為7. 0。
[0097] 反應完畢后形成含有A1元素和Si元素的化00H漿液，將該漿液轉入離屯、分離。將 獲得的濾餅加入去離子水進行打漿洗漆，再進行打漿-離屯、循環(huán)，直至測得濾液電導率小 于300 y s/cm時，將最終得到的濾餅加入2000g水W 5(K)巧m的轉速打漿1. 5小時，加入干 燥后的小于200 y m的煤粉296. 35g，繼續(xù)W 50化pm的攬拌速度攬拌1. 5小時得到前驅體漿 液。之后對前驅體漿液進行離屯、得到煤粉負載催化劑的前驅體濾餅，前驅體濾餅放入80°C 氮氣干燥箱中干燥36小時，干燥后將固體研細至200 ym的粉末W下即制得鐵系催化劑。
[009引 實施例13
[0099] 稱取 248. 23g FeS〇4 ? 7&0 和 86. 81g A1 (N03)3 ? 9&0 加入到 2000g 去離子水中， 充分攬拌溶解得到第一混合物；將濃度為27wt%的濃氨水加入到去離子水中形成稀氨水 溶液，然后稱取26. 79g含Si〇2濃度為30wt%、抑值為9的娃溶膠加入到配制好的氨水溶 液，充分攬拌混合均勻，形成第二混合物；
[0100] 采用蠕動累將上述第一混合物和第二混合物并流加入到含水lOOOg的1化反應器 中進行沉淀反應。其中，反應器通過夾套內的循環(huán)水保溫W控制反應溫度為45°c，第一混合 物的進料時間為25分鐘，控制氨水進料速度W維持反應抑值為7.0。第一混合物進料完畢 后，通入壓縮空氣進行氧化反應，壓縮空氣進料流速為化/min,氧化反應時間為80分鐘，期 間控制混合溶液進料速度維持反應抑值為7. 0。
[010U 反應完畢后形成含有A1元素和Si元素的化00H漿液，將該漿液轉入離屯、分離。 將獲得的濾餅加入去離子水進行打漿洗漆，再進行打漿-離屯、循環(huán)，直至測得濾液電導率 小于300 y s/cm時，將最終得到的濾餅加入2000g水W 50化pm的轉速打漿1. 5小時，加入 干燥后的小于200 ym的煤粉1144. 68g，繼續(xù)W 50化pm的攬拌速度攬拌1. 5小時得到前驅 體漿液。之后對前驅體漿液進行離屯、得到煤粉負載催化劑的前驅體濾餅，前驅體濾餅放入 80°C氮氣干燥箱中干燥36小時，干燥后將固體研細至200 y m的粉末W下即制得鐵系催化 劑。
[0102] 實施例14
[0103] 稱取 248. 23g FeS〇4 ? 7&0 和 20. 83g A1 (N03)3 ? 9&0 加入到 2000g 去離子水中， 充分攬拌溶解得到第一混合物；將濃度為27wt%的濃氨水加入到去離子水中形成稀氨水 溶液，然后稱取16. 07g含Si〇2濃度為30wt%、抑值為9的娃溶膠加入到配制好的氨水溶 液，充分攬拌混合均勻，形成第二混合物；
[0104] 采用蠕動累將上述第一混合物和第二混合物并流加入到含水lOOOg的1化反應器 中進行沉淀反應。其中，反應器通過夾套內的循環(huán)水保溫W控制反應溫度為45°c，第一混合 物的進料時間為25分鐘，控制氨水進料速度W維持反應抑值為7.0。第一混合物進料完畢 后，通入壓縮空氣進行氧化反應，壓縮空氣進料流速為化/min,氧化反應時間為80分鐘，期 間控制混合溶液進料速度維持反應pH值為7. 0。
[01化]反應完畢后形成含有A1元素和Si元素的化00H漿液，將該漿液轉入離屯、分離。將 獲得的濾餅加入去離子水進行打漿洗漆，再進行打漿-離屯、循環(huán)，直至測得濾液電導率小 于300 y s/cm時，將最終得到的濾餅加入2000g水W 5(K)巧m的轉速打漿1. 5小時，加入干 燥后的小于200 y m的煤粉400. 95g，繼續(xù)W 50化pm的攬拌速度攬拌1. 5小時得到前驅體漿 液。之后對前驅體漿液進行離屯、得到煤粉負載催化劑的前驅體濾餅，前驅體濾餅放入80°C 氮氣干燥箱中干燥36小時，干燥后將固體研細至200 ym的粉末W下即制得鐵系催化劑。
[0106] 實施例15
[0107] 稱取 248. 23g FeS〇4 ? 7&0 和 208. 33g A1 (N03)3 ? 9&0 加入到 2000g 去離子水中， 充分攬拌溶解得到第一混合物；將濃度為27wt%的濃氨水加入到去離子水中形成稀氨水 溶液，然后稱取1. 〇7g含Si〇2濃度為30wt%、抑值為9的娃溶膠加入到配制好的氨水溶液， 充分攬拌混合均勻，形成第二混合物；
[0108] 采用蠕動累將上述第一混合物和第二混合物并流加入到含水lOOOg的1化反應器 中進行沉淀反應。其中，反應器通過夾套內的循環(huán)水保溫W控制反應溫度為45°C，第一混合 物的進料時間為25分鐘，控制氨水進料速度W維持反應抑值為7.0。第一混合物進料完畢 后，通入壓縮空氣進行氧化反應，壓縮空氣進料流速為化/min,氧化反應時間為80分鐘，期 間控制混合溶液進料速度維持反應抑值為7. 0。
[0109] 反應完畢后形成含有A1元素和Si元素的化OOH漿液，將該漿液轉入離屯、分離。將 獲得的濾餅加入去離子水進行打漿洗漆，再進行打漿-離屯、循環(huán)，直至測得濾液電導率小 于300 y s/cm時，將最終得到的濾餅加入2000g水W 50化pm的轉速打漿1. 5小時，加入干 燥后的小于200 y m的煤粉385. 95g，繼續(xù)W 50化pm的攬拌速度攬拌1. 5小時得到前驅體漿 液。之后對前驅體漿液進行離屯、得到煤粉負載催化劑的前驅體濾餅，前驅體濾餅放入80°C 氮氣干燥箱中干燥36小時，干燥后將固體研細至200 ym的粉末W下即制得鐵系催化劑。
[0110] 實施例16
[01 川 稱取 248. 23g FeS04 ? 7&0 和 69. 44g A1(N03)3 ? 9&0 加入到 2000g 去離子水中， 充分攬拌溶解得到第一混合物；將濃度為27wt%的濃氨水加入到去離子水中形成稀氨水 溶液，然后稱取13. 93g含Si02濃度為30wt%、抑值為9的娃溶膠加入到配制好的氨水溶 液，充分攬拌混合均勻，形成第二混合物；
[0112] 采用蠕動累將上述第一混合物和第二混合物并流加入到含水lOOOg的1化反應器 中進行沉淀反應。其中，反應器通過夾套內的循環(huán)水保溫W控制反應溫度為45°C，第一混合 物的進料時間為25分鐘，控制氨水進料速度W維持反應抑值為7.0。第一混合物進料完畢 后，通入壓縮空氣進行氧化反應，壓縮空氣進料流速為化/min,氧化反應時間為80分鐘，期 間控制混合溶液進料速度維持反應抑值為7. 0。
[0113] 反應完畢后形成含有A1元素和Si元素的化00H漿液，將該漿液轉入離屯、分離。將 獲得的濾餅加入去離子水進行打漿洗漆，再進行打漿-離屯、循環(huán)，直至測得濾液電導率小 于300 y s/cm時，將最終得到的濾餅加入2000g水W 50化pm的轉速打漿1. 5小時，加入干 燥后的小于200 y m的煤粉395. 32g，繼續(xù)W 50化pm的攬拌速度攬拌1. 5小時得到前驅體漿 液。之后對前驅體漿液進行離屯、得到煤粉負載催化劑的前驅體濾餅，前驅體濾餅放入80°C 氮氣干燥箱中干燥36小時，干燥后將固體研細至200 ym的粉末W下即制得鐵系催化劑。
[0114] 實施例17
[01 巧]稱取 248. 23g FeS〇4 ? 7&0 和 173. 61g A1(N03)3 .9&0 加入到 2000g 去離子水中， 充分攬拌溶解得到第一混合物；將濃度為27wt%的濃氨水加入到去離子水中形成稀氨水 溶液，然后稱取2. 14g含Si化濃度為30wt %、抑值為9的娃溶膠加入到配制好的氨水溶液， 充分攬拌混合均勻，形成第二混合物；
[0116] 采用蠕動累將上述第一混合物和第二混合物并流加入到含水lOOOg的1化反應器 中進行沉淀反應。其中，反應器通過夾套內的循環(huán)水保溫W控制反應溫度為45°C，第一混合 物的進料時間為25分鐘，控制氨水進料速度W維持反應抑值為7.0。第一混合物進料完畢 后，通入壓縮空氣進行氧化反應，壓縮空氣進料流速為化/min,氧化反應時間為80分鐘，期 間控制混合溶液進料速度維持反應抑值為7. 0。
[0117] 反應完畢后形成含有A1元素和Si元素的化00H漿液，將該漿液轉入離屯、分離。將 獲得的濾餅加入去離子水進行打漿洗漆，再進行打漿-離屯、循環(huán)，直至測得濾液電導率小 于300 y s/cm時，將最終得到的濾餅加入2000g水W 50化pm的轉速打漿1. 5小時，加入干 燥后的小于200 y m的煤粉390. 44g，繼續(xù)W 50化pm的攬拌速度攬拌1. 5小時得到前驅體漿 液。之后對前驅體漿液進行離屯、得到煤粉負載催化劑的前驅體濾餅，前驅體濾餅放入80°C 氮氣干燥箱中干燥36小時，干燥后將固體研細至200 ym的粉末W下即制得鐵系催化劑。 [011引實施例18
[0119] 稱取 248. 23g FeS〇4 ? 7&0 和：M. 72g A1 (N03)3 ? 9&0 加入到 2000g 去離子水中， 充分攬拌溶解得到第一混合物；將濃度為27wt%的濃氨水加入到去離子水中形成稀氨水 溶液，然后稱取10. 71g含Si〇2濃度為30wt%、抑值為9的娃溶膠加入到配制好的氨水溶 液，充分攬拌混合均勻，形成第二混合物；
[0120] 采用蠕動累將上述第一混合物和第二混合物并流加入到含水lOOOg的1化反應器 中進行沉淀反應。其中，反應器通過夾套內的循環(huán)水保溫W控制反應溫度為45°C，第一混合 物的進料時間為25分鐘，控制氨水進料速度W維持反應抑值為7.0。第一混合物進料完畢 后，通入壓縮空氣進行氧化反應，壓縮空氣進料流速為化/min,氧化反應時間為80分鐘，期 間控制混合溶液進料速度維持反應pH值為7. 0。
[0121] 反應完畢后形成含有A1元素和Si元素的化00H漿液，將該漿液轉入離屯、分離。將 獲得的濾餅加入去離子水進行打漿洗漆，再進行打漿-離屯、循環(huán)，直至測得濾液電導率小 于300 y s/cm時，將最終得到的濾餅加入2000g水W 5(K)巧m的轉速打漿1. 5小時，加入干 燥后的小于200 y m的煤粉404. 09g，繼續(xù)W 50化pm的攬拌速度攬拌1. 5小時得到前驅體漿 液。之后對前驅體漿液進行離屯、得到煤粉負載催化劑的前驅體濾餅，前驅體濾餅放入80°C 氮氣干燥箱中干燥36小時，干燥后將固體研細至200 ym的粉末W下即制得鐵系催化劑。
[0122] 實施例19
[0123] 稱取 248. 23g FeS〇4 ? 7&0 和 138. 89g A1 (N03)3 ? 9&0 加入到 2000g 去離子水中， 充分攬拌溶解得到第一混合物；將濃度為27wt%的濃氨水加入到去離子水中形成稀氨水 溶液，然后稱取5. 357g含Si〇2濃度為30wt%、抑值為9的娃溶膠加入到配制好的氨水溶 液，充分攬拌混合均勻，形成第二混合物；
[0124] 采用蠕動累將上述第一混合物和第二混合物并流加入到含水lOOOg的1化反應器 中進行沉淀反應。其中，反應器通過夾套內的循環(huán)水保溫W控制反應溫度為45°C，第一混合 物的進料時間為25分鐘，控制氨水進料速度W維持反應抑值為7.0。第一混合物進料完畢 后，通入壓縮空氣進行氧化反應，壓縮空氣進料流速為化/min,氧化反應時間為80分鐘，期 間控制混合溶液進料速度維持反應pH值為7. 0。
[01巧]反應完畢后形成含有A1元素和Si元素的化00H漿液，將該漿液轉入離屯、分離。將 獲得的濾餅加入去離子水進行打漿洗漆，再進行打漿-離屯、循環(huán)，直至測得濾液電導率小 于300 y s/cm時，將最終得到的濾餅加入2000g水W 5(K)巧m的轉速打漿1. 5小時，加入干 燥后的小于200 y m的煤粉392. 78g，繼續(xù)W 50化pm的攬拌速度攬拌1. 5小時得到前驅體漿 液。之后對前驅體漿液進行離屯、得到煤粉負載催化劑的前驅體濾餅，前驅體濾餅放入80°C 氮氣干燥箱中干燥36小時，干燥后將固體研細至200 ym的粉末W下即制得鐵系催化劑。
[0126] 實施例20
[0127] 稱取 248. 23g FeS〇4 ? 7&0 和 69. 44g A1 (N03)3 ? 9&0 加入到 2000g 去離子水中， 充分攬拌溶解得到第一混合物；將濃度為27wt%的濃氨水加入到去離子水中形成稀氨水 溶液，然后稱取169. 25g含Si〇2濃度為30wt%、抑值為9的娃溶膠加入到配制好的氨水溶 液，充分攬拌混合均勻，形成第二混合物；
[0128] 采用蠕動累將上述第一混合物和第二混合物并流加入到含水lOOOg的1化反應器 中進行沉淀反應。其中，反應器通過夾套內的循環(huán)水保溫W控制反應溫度為45°C，第一混合 物的進料時間為25分鐘，控制氨水進料速度W維持反應抑值為7.0。第一混合物進料完畢 后，通入壓縮空氣進行氧化反應，壓縮空氣進料流速為化/min,氧化反應時間為80分鐘，期 間控制混合溶液進料速度維持反應抑值為7. 0。
[0129] 反應完畢后形成含有A1元素和Si元素的化00H漿液，將該漿液轉入離屯、分離。 將獲得的濾餅加入去離子水進行打漿洗漆，再進行打漿-離屯、循環(huán)，直至測得濾液電導率 小于300 y s/cm時，將最終得到的濾餅加入2000g水W 50化pm的轉速打漿1. 5小時，加入 干燥后的小于200 y m的煤粉2340. 41g，繼續(xù)W 50化pm的攬拌速度攬拌1. 5小時得到前驅 體漿液。之后對前驅體漿液進行離屯、得到煤粉負載催化劑的前驅體濾餅，前驅體濾餅放入 80°C氮氣干燥箱中干燥36小時，干燥后將固體研細至200 y m的粉末W下即制得鐵系催化 劑。
[0130] 對比例1
[0131] 稱取248. 23g FeS04 . 7肥0加入到2000g去離子水中，充分攬拌溶解形成硫酸亞 鐵溶液，同時稱取27%的濃氨水125g加入到1750g去離子水中，充分攬拌混合均勻形成氨 水溶液。采用蠕動累將上述氨水和硫酸亞鐵溶液并流加入到墊水lOOOg的1化反應器中進 行沉淀反應，1化燒杯放于水浴槽中保溫，控制反應溫度為45°C，硫酸亞鐵溶液進料時間為 25分鐘，控制好氨水進料速度，維持反應抑值為7. 0,硫酸亞鐵溶液進料完畢后，通入壓縮 空氣進行氧化反應，壓縮空氣進料流速為化/min,氧化反應時間為80分鐘，期間通過控制 氨水進料速度維持反應抑值為7. 0。
[0132] 反應完畢后，將沉淀漿液轉入離屯、杯進行離屯、，獲得濾餅加入去離子水進行打漿 洗漆，再進行打漿-離屯、循環(huán)，直至測得濾液電導率小于300 y s/cm，濾餅放入60°C氮氣干 燥箱中干燥30小時。干燥后將固體研細至200 ym W下的粉末即得催化劑。
[0133] 對上述實施例1至20及對比例1中制備得到的鐵系催化劑的元素組成和催化性 能進行表征測試。
[0134] 表征方法；
[01巧](1)催化劑中的元素組成：在120°C下，將催化劑干燥12小時，計算失去的水分的 含量；然后在860°C下燒灰6小時，將燒灰所得的殘余物進行X巧光狂R巧分析，檢測上述 各實施例和對比例中催化劑產品的元素組成，結果見表1 ;
[0136] (2)試驗所用煤樣的組成：采用工業(yè)分析和元素分析的方法測量試驗所用煤樣的 元素組成，結果見表2
[0137] (3)催化劑的煤液化反應性能測試：采用煤液化高壓蓋試驗的方法，對上述實施 例及對比例中制備的催化劑的煤液化反應性能進行測試，具體測試方式如下：
[0138] 煤液化反應性能測試條件如下所述：精確稱量上述實施例及對比例中一定量的催 化劑，將上述催化劑添加到500血高壓蓋煤液化反應中。試驗所用煤樣為上灣煤，煤粉的加 入量為50g，其中W煤粉為載體的催化劑減扣催化劑中的煤粉量；W四氨蒙為溶劑，溶劑加 入量為75g，加入的各催化劑計量標準均為Fe/干煤重量比為1:100,加入1. Og硫粉。高壓 蓋反應冷氨初壓10MPa，450°C恒溫比，反應完畢快速冷卻，取氣樣測氣體組成，收集反應后 的液固化分別通過正己燒和四氨快喃索式抽提4她，將抽提剩余物燒灰，獲得煤轉化率、油 收率、氣產率、漸青產率等數據，測試結果見表3。
[0139] 表 1
[0140]

【權利要求】
1. 一種鐵系催化劑，包括活性成分、結構助劑及催化劑載體，其特征在于，所述活性成 分包括FeOOH，所述結構助劑包括A100H和二氧化硅。
2. 根據權利要求1所述的鐵系催化劑，其特征在于，以Fe元素計，所述活性成分占所述 鐵系催化劑總重量的3?30%，優(yōu)選為4?15%。
3. 根據權利要求1或2所述的鐵系催化劑，其特征在于，以A1元素計，所述結構助劑中 所述A100H占所述鐵系催化劑總重量的0. 3?5 %，優(yōu)選為0. 5?3 %。
4. 根據權利要求3所述的鐵系催化劑，其特征在于，所述A1元素與Fe元素的重量比為 0? 03?0? 3,優(yōu)選為0? 1?0? 25,更優(yōu)選為0? 05?0? 2。
5. 根據權利要求1所述的鐵系催化劑，其特征在于，以Si元素計，所述二氧化硅占所述 鐵系催化劑總重量的0. 1?3%，優(yōu)選為0. 2?1 %。
6. 根據權利要求5所述的鐵系催化劑，其特征在于，所述Si元素與Fe元素的重量比為 0? 01?0? 15,優(yōu)選為0? 02?0? 13,更優(yōu)選為0? 05?0? 1。
7. 根據權利要求6所述的鐵系催化劑，其特征在于，所述催化劑載體占所述鐵系催化 劑總重量的30?88%，優(yōu)選為60?85%。
8. 根據權利要求7所述的鐵系催化劑，其特征在于，所述催化劑載體的粒徑小于 200 y m，優(yōu)選地，小于150 y m。
9. 根據權利要求1所述的鐵系催化劑，其特征在于，所述催化劑載體為煤粉、活性炭或 碳納米管，優(yōu)選為煤粉。
10. -種制備權利要求1至9中任一項所述的鐵系催化劑的方法，其特征在于，所述方 法包括以下步驟： S1，制備含有A100H、二氧化硅以及FeOOH的漿液，過濾，得到濾餅；以及 S2,將所述濾餅、催化劑載體以及溶劑進行混合，過濾后，得到所述鐵系催化劑。
11. 根據權利要求10所述的方法，其特征在于，所述步驟S1包括： S11，將含鐵可溶性鹽和含鋁可溶性鹽溶解于第一溶劑，形成第一混合物；以及 512, 配制含硅溶液與第二溶劑混合，形成第二混合物； 513, 將所述第一混合物與所述第二混合物進行反應，過濾后，得到所述濾餅； 其中，所述含硅溶液為硅溶膠或硅酸鹽溶液，所述第一溶劑為水，所述第二溶劑為氨 水。
12. 根據權利要求11所述的方法，其特征在于，所述含鐵可溶性鹽為硫酸亞鐵、氯化亞 鐵、硝酸鐵及硫酸鐵中的一種或多種，所述含鋁可溶性鹽為硫酸鋁和/或硝酸鋁；所述硅酸 鹽為娃酸鉀和/或娃酸鈉。
【文檔編號】B01J23/745GK104437492SQ201410670124
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月20日 優(yōu)先權日:2014年11月20日
【發(fā)明者】謝晶, 李克健, 章序文, 高山松 申請人:神華集團有限責任公司, 中國神華煤制油化工有限公司, 中國神華煤制油化工有限公司上海研究院