本發(fā)明屬于化工領(lǐng)域,具體而言,本發(fā)明涉及費(fèi)托合成制備液體烴類的方法和制備催化劑的方法。
背景技術(shù):
1923年,德國(guó)學(xué)者f.fischer和h.tropsch發(fā)現(xiàn)了通過(guò)co催化加氫可以合成烴類產(chǎn)品的方法,之后費(fèi)-托合成得到迅速發(fā)展。德國(guó)在1934年建起世界上第一個(gè)費(fèi)-托合成油廠,南非sasol公司于1955年建成了首個(gè)煤制油工廠并運(yùn)轉(zhuǎn)至今,其三座從合成氣生產(chǎn)燃料和化學(xué)品的工廠,年產(chǎn)液體燃料520萬(wàn)噸、其他化學(xué)品280萬(wàn)噸。九十年代初,shell公司提出了先將合成氣轉(zhuǎn)化為重質(zhì)烴,然后重質(zhì)烴加氫裂化制取中間餾分油(柴油、航空煤油、石腦油等)的smds(shellmiddledistillatesynthesis)工藝,并于1993年在馬來(lái)西亞實(shí)現(xiàn)了50萬(wàn)噸/年工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)。
費(fèi)托合成最顯著的特征是產(chǎn)物分布寬,單一產(chǎn)物的選擇性低。傳統(tǒng)費(fèi)托合成法是以鈷為催化劑,所得產(chǎn)品組成復(fù)雜,選擇性差,輕質(zhì)液體烴少,重質(zhì)石蠟烴較多。其主要成分是直鏈烷烴、烯烴、少量芳烴及副產(chǎn)水和二氧化碳。傳統(tǒng)的費(fèi)托合成產(chǎn)物符合asf分布規(guī)律,生成較多的蠟,而大量為工業(yè)生產(chǎn)需要的液體燃料選擇性較低。目前把費(fèi)托合成蠟再經(jīng)加氫裂化工藝生產(chǎn)液體燃料的方法過(guò)程繁瑣,成本較高。因此減少重質(zhì)蠟的生成,高選擇性地生成目標(biāo)烴類(液體燃油、重質(zhì)烴或烯烴)始終是費(fèi)托合成和催化劑研發(fā)的方向。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問(wèn)題之一。為此,本發(fā)明的一個(gè)目的在于提出費(fèi)托合成制備液體烴類的方法和制備催化劑的方法,通過(guò)采用該費(fèi)托合成制備液體烴類的方法可以高選擇性地制備液體烴類。同時(shí),采用該制備催化劑的方法制備的催化劑具有較高的催化活性,能夠高選擇性地催化制備液體燃料,并且該制備催化劑的方法簡(jiǎn)單、成本低、環(huán)境友好,具有大規(guī)模工業(yè)化前景。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面,本發(fā)明提出了一種費(fèi)托合成制備液體烴類的方法,根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例,包括:
將催化劑裝入固定床反應(yīng)器中,并在還原氣氛中還原所述催化劑;
向所述固定床反應(yīng)器中通入h2和co的合成氣進(jìn)行費(fèi)托合成,以便得到烴類產(chǎn)物,
其中,催化劑包含5-25重量份的金屬鈷、0.01-10重量份的助劑和75-95重量份的載體,
載體由40-60重量份的惰性氧化物、20-40重量份的分子篩和20-40重量份的碳化硅組成。
根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例,首先,在固定床反應(yīng)器對(duì)費(fèi)托合成催化劑進(jìn)行還原,利用還原后的催化劑催化h2和co進(jìn)行費(fèi)托合成,最終得到烴類產(chǎn)物。其中,催化劑以鈷作為活性成分,采用惰性氧化物、分子篩和碳化硅三種組分共同作為載體,并加入少量助劑。通過(guò)采用該費(fèi)托合成制備液體烴類的方法,不僅可以顯著提高費(fèi)托合成反應(yīng)的反應(yīng)速率和一氧化碳的轉(zhuǎn)化率,還可以提高目標(biāo)液體烴類燃料產(chǎn)量,并減少蠟等固體產(chǎn)物的生成。由此,通過(guò)采用該費(fèi)托合成制備液體烴類的方法,能夠顯著提高費(fèi)托合成制備液體烴類的效率,使烴類產(chǎn)物中液體烴類占60重量%以上。
另外,根據(jù)本發(fā)明上述實(shí)施例的費(fèi)托合成制備液體烴類的方法還可以具有如下附加的技術(shù)特征:
在本發(fā)明的一些實(shí)施例中,h2和co的摩爾比為(1-3):1。
在本發(fā)明的一些實(shí)施例中,費(fèi)托合成的壓力為0.5-3.0mpa。
在本發(fā)明的一些實(shí)施例中,惰性氧化物為選自氧化硅、氧化鋁、氧化鋯和氧化鈦中的至少一種。
在本發(fā)明的一些實(shí)施例中,分子篩為選自sba-15、mcm-41、mcm-48、β分子篩、超穩(wěn)y型分子篩、zsm-5、zsm-22、sapo-34和sapo-11中的至少一種。
在本發(fā)明的一些實(shí)施例中,助劑為選自ca、mg、cu、mn、fe、zn、la、zr、ru和pt中的至少一種。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面,本發(fā)明還提出了一種制備前面實(shí)施例所述費(fèi)托合成制備液體烴類的方法中所用催化劑的方法,根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例,該方法包括:
將可溶性鈷鹽和助劑鹽進(jìn)行混合溶解,以便得到預(yù)備溶液;
將惰性氧化物、分子篩和碳化硅按照預(yù)定比例進(jìn)行混合,以便得到載體;
將所述載體在所述預(yù)備溶液中進(jìn)行浸漬處理,使所述可溶性鈷鹽和所述助劑鹽負(fù)載在所述載體上,以便得到催化劑預(yù)備體;
將所述催化劑預(yù)備體進(jìn)行干燥和焙燒處理,以便得到費(fèi)托合成催化劑。
通過(guò)采用上述方法可以有效地制備得到催化劑,該方法制備過(guò)程簡(jiǎn)單,生產(chǎn)成本低,并且環(huán)境友好,無(wú)污染。通過(guò)上述方法制備得到的催化劑以鈷作為活性成分,以惰性氧化物、分子篩和碳化硅三種組分共同作為載體,并具有少量助劑。由此,通過(guò)采用該方法制備得到的催化劑具有良好的催化活性,可以顯著提高費(fèi)托合成反應(yīng)的反應(yīng)速率和一氧化碳的轉(zhuǎn)化率。此外,該催化劑還可以選擇性催化費(fèi)托合成碳鏈較長(zhǎng)的液態(tài)烴類燃料,減少甲烷等氣體燃料及固體蠟的生成。因此,本發(fā)明上述實(shí)施例的制備催化劑的方法在生產(chǎn)費(fèi)托合成液態(tài)烴類方面具有廣泛地應(yīng)用前景和市場(chǎng)價(jià)值。
另外,根據(jù)本發(fā)明上述實(shí)施例的制備催化劑的方法還可以具有如下附加的技術(shù)特征:
在本發(fā)明的一些實(shí)施例中,助劑鹽為選自硝酸鈣、硝酸鎂、硝酸銅、硝酸錳、硝酸鐵、硝酸鋅、硝酸鑭、硝酸鋯、三氯化釕、硝酸釕、氯鉑酸和氧氯化鋯中的至少一種,
在本發(fā)明的一些實(shí)施例中,可溶性鈷鹽為選自硝酸鈷、乙酸鈷、草酸鈷和檸檬酸鈷中的至少一種。
在本發(fā)明的一些實(shí)施例中,采用水和/或醇將所述可溶性鈷鹽和所述助劑鹽進(jìn)行混合溶解。
具體實(shí)施方式
下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例,旨在用于解釋本發(fā)明,而不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面,本發(fā)明提出了一種費(fèi)托合成制備液體烴類的方法,根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例,包括:
將催化劑裝入固定床反應(yīng)器中,并在還原氣氛中還原所述催化劑;
向所述固定床反應(yīng)器中通入h2和co的合成氣進(jìn)行費(fèi)托合成,以便得到烴類產(chǎn)物,
其中,催化劑包含5-25重量份的金屬鈷、0.01-10重量份的助劑和75-95重量份的載體,
載體由40-60重量份的惰性氧化物、20-40重量份的分子篩和20-40重量份的碳化硅組成。
根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例,首先,在固定床反應(yīng)器對(duì)費(fèi)托合成催化劑進(jìn)行還原,接著利用還原后的催化劑催化通入h2和co的合成氣進(jìn)行費(fèi)托合成,最終得到烴類產(chǎn)物液體烴類。其中,催化劑以鈷作為活性成分,采用惰性氧化物、分子篩和碳化硅三種組分共同作為載體,并加入少量助劑。通過(guò)采用該費(fèi)托合成制備液體烴類的方法,不僅可以顯著提高費(fèi)托合成反應(yīng)的反應(yīng)速率和一氧化碳的轉(zhuǎn)化率,還可以提高目標(biāo)液體烴類燃料產(chǎn)量,并減少甲烷等氣體燃料及固體蠟的生成。由此,通過(guò)采用該費(fèi)托合成制備液體烴類的方法,能夠顯著提高費(fèi)托合成制備液體烴類的效率,使烴類產(chǎn)物中液體烴類占60重量%以上。
根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例,費(fèi)托合成制備液體烴類的方法中催化劑的載體由惰性氧化物、分子篩和碳化硅組成。其中,惰性氧化物是常用的費(fèi)托合成載體,可以降低催化劑成本;分子篩具有較大的比表面面積,由此可以顯著提高活性成分鈷的負(fù)載量,進(jìn)而顯著提高費(fèi)托合成催化劑的催化活性;而碳化硅導(dǎo)熱性良好,可有效避免費(fèi)托合成反應(yīng)中由于放熱而產(chǎn)生的局部過(guò)熱現(xiàn)象以及隨之而來(lái)的反應(yīng)活性下降。發(fā)明人發(fā)現(xiàn),通過(guò)將惰性氧化物、分子篩和碳化硅進(jìn)行組合作為費(fèi)托合成制備液體烴類的方法中催化劑的載體,可以顯著提高催化劑中活性成分鈷的負(fù)載量,進(jìn)而顯著提高催化劑的催化活性,保證費(fèi)托合成反應(yīng)的順利進(jìn)行。另外,發(fā)明人還發(fā)現(xiàn),通過(guò)采用上述載體結(jié)合鈷作為活性成分,可以使得催化劑具有良好的催化選擇性,顯著提高費(fèi)托合成制備液體烴類時(shí)一氧化碳轉(zhuǎn)化率,有效催化費(fèi)托合成液態(tài)燃料,降低甲烷等氣態(tài)燃料的生成。
根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例,載體中,惰性氧化物的含量為40-60重量%,分子篩的含量為20-40重量%,碳化硅的含量為20-40重量%。發(fā)明人發(fā)現(xiàn),通過(guò)惰性氧化物、分子篩和碳化硅三種組分按照上述含量進(jìn)行組合作為催化劑的載體,可以顯著提高催化劑活性成分鈷的負(fù)載量以及催化劑的穩(wěn)定性。根據(jù)本發(fā)明的具體示例,上述由惰性氧化物、分子篩和碳化硅組成的載體中,發(fā)明人發(fā)現(xiàn),使得其中含量較少的兩種組分的質(zhì)量和占載體總質(zhì)量的10-50%。根據(jù)本發(fā)明的具體示例,優(yōu)選占載體總質(zhì)量的40%或50%。例如,分子篩和碳化硅的質(zhì)量和占載體總質(zhì)量的40%。由此可以分子篩和碳化硅占有較少比例,惰性氧化物占有較大比例,由此可以顯著提高費(fèi)托合成催化劑中的載體的負(fù)載量以及負(fù)載穩(wěn)定性,并降低生產(chǎn)成本。
根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例,作為載體組分之一的惰性氧化物的具體類型并不受特別限制,例如根據(jù)本發(fā)明的具體示例,惰性氧化物可以為選自氧化硅、氧化鋁、氧化鋯和氧化鈦中的至少一種。發(fā)明人發(fā)現(xiàn),通過(guò)采用上述幾種惰性氧化物可以進(jìn)一步提高費(fèi)托合成反應(yīng)中催化劑的穩(wěn)定性,同時(shí)達(dá)到降低生產(chǎn)成本的目的。
根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例,作為載體組分之一的分子篩的具體類型并不受特別限制,例如根據(jù)本發(fā)明的具體示例,分子篩為選自sba-15、mcm-41、mcm-48、β分子篩、超穩(wěn)y型分子篩、zsm-5、zsm-22、sapo-34和sapo-11中的至少一種。分子篩具有較大的比表面面積,本發(fā)明中通過(guò)采用分子篩作為載體的組分之一,可以顯著提高活性成分鈷的負(fù)載量,進(jìn)而顯著提高費(fèi)托合成催化劑的催化活性,尤其可以顯著提高催化選擇性,提高催化費(fèi)托合成液態(tài)烴類的產(chǎn)率,降低甲烷等氣態(tài)燃料的生成。
根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例,助劑的具體類型并不受特別限制,例如根據(jù)本發(fā)明的具體示例,助劑為選自ca、mg、cu、mn、fe、zn、la、zr、ru和pt中的至少一種。本發(fā)明中,通過(guò)在催化劑中加入少量的助劑來(lái)進(jìn)一步提高催化劑的穩(wěn)定性和催化活性,減弱活性組分鈷與載體之間的相互作用,進(jìn)而提高費(fèi)托合成反應(yīng)中一氧化碳的轉(zhuǎn)化率和液態(tài)烴類燃料的產(chǎn)量,降低甲烷等氣態(tài)燃料生成,促進(jìn)費(fèi)托合成反應(yīng)的高效進(jìn)行。
根據(jù)本發(fā)明具體實(shí)施例的費(fèi)托合成制備液體烴類的方法,包括:將催化劑裝入固定床反應(yīng)器中,并在還原氣氛中還原所述催化劑;向所述固定床反應(yīng)器中通入h2和co的合成氣進(jìn)行費(fèi)托合成,以便得到烴類產(chǎn)物。
根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例,其中,上述h2和co的摩爾比為(1-3):1。由此,不僅可以顯著提高一氧化碳的轉(zhuǎn)化率,還能提高原料的利用率,避免原料浪費(fèi)。
根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例,費(fèi)托合成的壓力為0.5-3.0mpa。發(fā)明人發(fā)現(xiàn),采用費(fèi)托合成制備液體烴類的方法時(shí),在該壓力條件下,一氧化碳轉(zhuǎn)化率較高,且有利于液態(tài)烴類的生成,由此,可以通過(guò)控制反應(yīng)壓力來(lái)提高費(fèi)托合成制備液體烴類的效率。
根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例,費(fèi)托合成的溫度為200-260攝氏度。由此,可以確保費(fèi)托合成制備液體烴類的順利進(jìn)行,避免溫度過(guò)高時(shí)產(chǎn)生過(guò)多氣體產(chǎn)物以及溫度過(guò)低造成的反應(yīng)活性低下的問(wèn)題,進(jìn)而保證液態(tài)烴類的產(chǎn)率。
通過(guò)采用本發(fā)明實(shí)施例的費(fèi)托合成制備液體烴類的方法,不僅可以顯著提高費(fèi)托合成反應(yīng)的反應(yīng)速率和一氧化碳的轉(zhuǎn)化率,還可以提高目標(biāo)液體烴類燃料產(chǎn)量,并減少甲烷等氣體燃料及固體蠟的生成。由此,通過(guò)采用該費(fèi)托合成制備液體烴類的方法,能夠顯著提高費(fèi)托合成制備液體烴類的效率,使烴類產(chǎn)物中液體烴類占60重量%以上。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面,本發(fā)明還提出了一種制備前面實(shí)施例所述費(fèi)托合成制備液體烴類的方法中所用催化劑的方法。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例,該方法包括:將可溶性鈷鹽和助劑鹽進(jìn)行混合溶解,以便得到預(yù)備溶液;將惰性氧化物、分子篩和碳化硅按照預(yù)定比例進(jìn)行混合,以便得到載體;將載體在預(yù)備溶液中進(jìn)行浸漬處理,使可溶性鈷鹽和助劑鹽負(fù)載在載體上,以便得到催化劑預(yù)備體;將催化劑預(yù)備體進(jìn)行干燥和焙燒處理,以便得到費(fèi)托合成催化劑。
通過(guò)采用上述方法可以有效地制備得到催化劑,該方法制備過(guò)程簡(jiǎn)單,生產(chǎn)成本低,并且環(huán)境友好,無(wú)污染。通過(guò)上述方法制備得到的催化劑以鈷作為活性成分,以惰性氧化物、分子篩和碳化硅三種組分共同作為載體,并具有少量助劑。由此,通過(guò)采用該方法制備得到的催化劑具有良好的催化活性,可以顯著提高費(fèi)托合成反應(yīng)的反應(yīng)速率和一氧化碳的轉(zhuǎn)化率。此外,該催化劑還可以選擇性催化費(fèi)托合成碳鏈較長(zhǎng)的液態(tài)烴類燃料,減少甲烷等氣體燃料的生成。因此,本發(fā)明上述實(shí)施例的制備催化劑的方法在生產(chǎn)費(fèi)托合成液態(tài)烴類方面具有廣泛地應(yīng)用前景和市場(chǎng)價(jià)值。
根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例,下面對(duì)本發(fā)明上述實(shí)施例的制備催化劑的方法進(jìn)行詳細(xì)描述。
首先,制備催化劑的原料為可溶性鈷鹽、助劑鹽以及載體,其中載體由惰性氧化物、分子篩和碳化硅按照預(yù)定比例混合得到。
根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例,可溶性鈷鹽為選自硝酸鈷、乙酸鈷、草酸鈷和檸檬酸鈷中的至少一種。由此通過(guò)采用上述可溶性鈷鹽,可以使鈷能夠順利地負(fù)載在載體上,從而制備得到具有鈷作為活性成分的催化劑。通過(guò)上述方法制備得到的催化劑以鈷作為活性成分,并采用惰性氧化物、分子篩和碳化硅三種組分共同作為載體,且含有少量助劑,由此可以使得催化劑具有較好的穩(wěn)定性、催化活性和催化選擇性。由此,通過(guò)采用該催化劑可以顯著提高費(fèi)托合成過(guò)程中液態(tài)烴類燃料的產(chǎn)率,降低甲烷等氣態(tài)燃料的生成。
根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例,助劑鹽為選自硝酸鈣、硝酸鎂、硝酸銅、硝酸錳、硝酸鐵、硝酸鋅、硝酸鑭、硝酸鋯、三氯化釕、硝酸釕、氯鉑酸和氧氯化鋯中的至少一種,上述助劑鹽通過(guò)后續(xù)的焙燒處理,轉(zhuǎn)化為助劑ca、mg、cu、mn、fe、zn、la、zr、ru和pt等的氧化物。通過(guò)在載體上負(fù)載上述助劑可以減弱活性組分鈷與載體之間的相互作用,進(jìn)一步提高催化劑的穩(wěn)定性和催化活性,進(jìn)而提高費(fèi)托合成反應(yīng)中一氧化碳的轉(zhuǎn)化率和液態(tài)烴類燃料的產(chǎn)量,降低甲烷等氣態(tài)燃料生成,促進(jìn)費(fèi)托合成反應(yīng)的高效進(jìn)行。
根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例,將可溶性鈷鹽和助劑鹽進(jìn)行混合溶解,以便得到預(yù)備溶液。
根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例,可以采用水和/或醇將可溶性鈷鹽和助劑鹽進(jìn)行混合溶解。具體地,醇為選自甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇和正丁醇中的至少一種。由此采用上述溶劑更加環(huán)保,焙燒揮發(fā)后對(duì)環(huán)境無(wú)危害。
根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例,將惰性氧化物、分子篩和碳化硅按照預(yù)定比例進(jìn)行混合,以便得到載體。
發(fā)明人發(fā)現(xiàn),通過(guò)將惰性氧化物、分子篩和碳化硅三者進(jìn)行組合作為費(fèi)托合成制備液體烴類的方法中催化劑的載體,可以顯著提高催化劑中活性成分鈷的負(fù)載量,進(jìn)而顯著提高催化劑的催化活性,保證費(fèi)托合成反應(yīng)的順利進(jìn)行。并且發(fā)明人還發(fā)現(xiàn),三種組分中缺少任何一種都會(huì)影響催化劑的催化性能。例如省去碳化硅會(huì)影響催化劑的導(dǎo)熱性,使得催化劑受熱不均,進(jìn)而影響催化性能;而省去分子篩則會(huì)顯著影響載體活性成分鈷和助劑的負(fù)載量,進(jìn)而降低催化劑的催化活性和液體烴類的選擇性。
根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例,載體中,惰性氧化物的含量為40-60重量%,分子篩的含量為20-40重量%,碳化硅的含量為20-40重量%。發(fā)明人發(fā)現(xiàn),通過(guò)惰性氧化物、分子篩和碳化硅三種組分按照上述含量進(jìn)行組合作為催化劑的載體,可以顯著提高催化劑活性成分鈷的負(fù)載量以及催化劑的穩(wěn)定性。
根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例,將載體在預(yù)備溶液中進(jìn)行浸漬處理,使可溶性鈷鹽和助劑鹽負(fù)載在載體上,以便得到催化劑預(yù)備體。
根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例,浸漬處理可以在10-60攝氏度下進(jìn)行6-50小時(shí)完成。由此通過(guò)采用上述浸漬條件,可以使得可溶性鈷鹽和助劑鹽均勻地負(fù)載在載體上。
根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例,最后將催化劑預(yù)備體進(jìn)行干燥處理和焙燒處理,以便得到費(fèi)托合成催化劑。由此通過(guò)焙燒處理可以除去溶劑等,并使得可溶性鈷鹽和助劑鹽經(jīng)過(guò)焙燒轉(zhuǎn)化為鈷和助劑。
根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例,干燥處理是在70-150攝氏度下進(jìn)行6-48小時(shí)完成的。根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例,焙燒處理是在350-600攝氏度下進(jìn)行3-24小時(shí)完成的。由此通過(guò)采用上述干燥處理和焙燒處理?xiàng)l件可以使活性組分負(fù)載均勻,制備得到的催化劑熱穩(wěn)定性好。
按照本發(fā)明上述實(shí)施例的方法制備出的催化劑,不僅具有較好的穩(wěn)定性,還具有較高的催化活性和催化選擇性,進(jìn)而有利于選擇性催化費(fèi)托合成反應(yīng)并生成碳鏈較長(zhǎng)的液態(tài)烴類燃料,減少甲烷等氣體燃料及固體蠟的生成。
實(shí)施例1
載體為氧化鈦、sba-15和碳化硅組成的復(fù)合載體。稱取20g氧化鈦,20gsba-15分子篩,10g碳化硅,混合均勻。稱取1.86g硝酸鋯、43.52g六水合硝酸鈷,溶解于100ml去離子水,加入上述氧化鈦載體50g,靜置24h,然后于烘箱中110℃過(guò)夜干燥,干燥后的固體置于馬弗爐400℃焙燒4h,將焙燒后的固體粉末成型,破碎,篩分,得到催化劑1。
稱取以上催化劑裝入固定床反應(yīng)器中,在常壓下用n2稀釋的h2(h2摩爾含量5%,空速2000h-1)在450℃還原10h。程序升溫至450℃還原后降溫至100℃以下,切換合成氣。反應(yīng)條件為:230℃,2.0mpa,1000h-1,h2/co(v/v)=2/1。在反應(yīng)條件下誘導(dǎo)5-10h后達(dá)到最佳反應(yīng)狀態(tài),色譜分析產(chǎn)物和尾氣組成。費(fèi)托合成反應(yīng)結(jié)果見(jiàn)表1。
實(shí)施例2
載體為氧化鋯、超穩(wěn)y型分子篩和碳化硅組成的復(fù)合載體。稱取10g氧化鋯,10g超穩(wěn)y型分子篩(usy),30g碳化硅,混合均勻。稱取4.32g硝酸錳,43.52g六水合硝酸鈷,溶解于100ml去離子水和100ml乙醇的混合液,加入上述載體50g,靜置24h,然后于烘箱中110℃過(guò)夜干燥,干燥后的固體置于馬弗爐400℃焙燒5h,將焙燒后的固體粉末成型,破碎,篩分,得到催化劑2。
稱取以上催化劑裝入固定床反應(yīng)器中,在常壓下用n2稀釋的h2(h2摩爾含量10%,空速2000h-1)在450℃還原6h。程序升溫至450℃還原后降溫至100℃以下,切換合成氣。反應(yīng)條件為:230℃,2.0mpa,1000h-1,h2/co(v/v)=2/1。在反應(yīng)條件下誘導(dǎo)5-10h后達(dá)到最佳反應(yīng)狀態(tài),色譜分析產(chǎn)物和尾氣組成。費(fèi)托合成反應(yīng)結(jié)果見(jiàn)表1。
實(shí)施例3
載體為二氧化硅、mcm-48分子篩和碳化硅組成的復(fù)合載體。稱取30g無(wú)定型二氧化硅,12gmcm-48分子篩,8g碳化硅,混合均勻。稱取43.52g六水合硝酸鈷,2.31g硝酸鐵,0.67g硝酸釕,溶解于250ml無(wú)水乙醇中,加入上述載體50g,靜置24h,然后于烘箱中110℃過(guò)夜干燥,干燥后的固體置于馬弗爐500℃焙燒5h,將焙燒后的固體粉末成型,破碎,篩分,得到催化劑3。
稱取以上催化劑裝入固定床反應(yīng)器中,在常壓下用n2稀釋的h2(h2摩爾含量5%,空速2000h-1)在450℃還原6h。程序升溫至450℃還原后降溫至100℃以下,切換合成氣。反應(yīng)條件為:240℃,2.0mpa,1000h-1,h2/co(v/v)=2/1。在反應(yīng)條件下誘導(dǎo)5-10h后達(dá)到最佳反應(yīng)狀態(tài),色譜分析產(chǎn)物和尾氣組成。費(fèi)托合成反應(yīng)結(jié)果見(jiàn)表1。
實(shí)施例4
載體為惰性氧化鋁、sapo-34分子篩和碳化硅組成的復(fù)合載體。稱取25g惰性氧化鋁,15gsapo-34分子篩,10g碳化硅,混合均勻。稱取43.52g六水合硝酸鈷,9.31g氧氯化鋯,溶解于150ml去離子水,加入上述載體50g,靜置24h,然后于烘箱中110℃過(guò)夜干燥,干燥后的固體置于馬弗爐400℃焙燒4h,將焙燒后的固體粉末成型,破碎,篩分,得到催化劑4。
稱取以上催化劑裝入固定床反應(yīng)器中,在常壓下用n2稀釋的h2(h2摩爾含量5%,空速2000h-1)在450℃還原10h。程序升溫至450℃還原后降溫至100℃以下,切換合成氣。反應(yīng)條件為:220℃,2.0mpa,1000h-1,h2/co(v/v)=2/1。在反應(yīng)條件下誘導(dǎo)5-10h后達(dá)到最佳反應(yīng)狀態(tài),色譜分析產(chǎn)物和尾氣組成。費(fèi)托合成反應(yīng)結(jié)果見(jiàn)表1。
實(shí)施例5
催化劑的制備方法和使用條件同實(shí)施例1,所不同的是費(fèi)托合成的反應(yīng)條件為:溫度240℃,壓力2.0mpa,空速1000h-1。費(fèi)托合成反應(yīng)結(jié)果見(jiàn)表1。
實(shí)施例6
催化劑的制備方法和使用條件同實(shí)施例2,所不同的是費(fèi)托合成的反應(yīng)條件為:溫度240℃,壓力2.0mpa,空速1000h-1。費(fèi)托合成反應(yīng)結(jié)果見(jiàn)表1。
實(shí)施例7
催化劑的制備方法和使用條件同實(shí)施例3,所不同的是費(fèi)托合成的反應(yīng)條件為:溫度230℃,壓力2.0mpa,空速1000h-1。費(fèi)托合成反應(yīng)結(jié)果見(jiàn)表1。
對(duì)比例1
催化劑的制備方法基本同實(shí)施例1,不同在于復(fù)合載體由25g氧化鈦和25gsba-15分子篩組成,省去了碳化硅。
費(fèi)托合成反應(yīng)條件同實(shí)施例1。費(fèi)托合成反應(yīng)結(jié)果見(jiàn)表1。
對(duì)比例2
催化劑的制備方法基本同實(shí)施例1,不同在于復(fù)合載體由25g氧化鈦和25g碳化硅組成,省去了分子篩。
費(fèi)托合成反應(yīng)條件同實(shí)施例1。費(fèi)托合成反應(yīng)結(jié)果見(jiàn)表1。
表1
由此,通過(guò)采用以上幾個(gè)實(shí)施例的費(fèi)托合成制備液體烴類的方法可以選擇性催化費(fèi)托合成反應(yīng)并生成碳鏈較長(zhǎng)的液態(tài)烴類燃料,減少甲烷等氣體燃料的生成,尤其能夠?qū)⒁谎趸嫁D(zhuǎn)化率提高至80%以上,且液態(tài)烴類的產(chǎn)率均高于74重量%以上。
通過(guò)對(duì)比例1和2與實(shí)施例1的反應(yīng)結(jié)果的比較,可以得出下列結(jié)論:催化劑載體中省去了碳化硅,使得催化劑催化費(fèi)托合成反應(yīng)中液態(tài)烴類產(chǎn)率降低至62%以下。省去了分子篩,使得催化劑催化費(fèi)托合成反應(yīng)中一氧化碳的轉(zhuǎn)化率降低至70%以下。
在本說(shuō)明書(shū)的描述中,參考術(shù)語(yǔ)“一個(gè)實(shí)施例”、“一些實(shí)施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)包含于本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例或示例中。在本說(shuō)明書(shū)中,對(duì)上述術(shù)語(yǔ)的示意性表述不必針對(duì)的是相同的實(shí)施例或示例。而且,描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。此外,在不相互矛盾的情況下,本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以將本說(shuō)明書(shū)中描述的不同實(shí)施例或示例以及不同實(shí)施例或示例的特征進(jìn)行結(jié)合和組合。
盡管上面已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例,可以理解的是,上述實(shí)施例是示例性的,不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制,本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行變化、修改、替換和變型。