费托合成制备液体烃类的方法和制备催化剂的方法技术

本发明专利技术公开了费托合成制备液体烃类的方法和制备催化剂的方法，其中，费托合成制备液体烃类的方法包括：将催化剂装入固定床反应器中，并在还原气氛中还原所述催化剂；向所述固定床反应器中通入H2和CO的合成气进行费托合成，以便得到烃类产物，其中，所述催化剂由5‑35重量份的金属钴和65‑95重量份的载体组成，所述载体包括第一载体和第二载体，所述第一载体为酸性分子筛；所述第二载体为选自惰性氧化物、含碳材料和第二分子筛中的一种，所述酸性分子筛占所述载体总重量的2‑40重量％。采用该费托合成制备液体烃类的方法，可以显著提高费托合成反应的反应速率，尤其可以显著提高一氧化碳的转化率以及目标液体烃类燃料的产量，减少固体烃类的生成。

Method of Fischer Tropsch synthesis and preparation method, preparation of liquid hydrocarbon producing catalyst

The invention discloses a method, system and method of Fischer Tropsch synthesis preparation liquid hydrocarbon catalyst which comprises the preparation method of Fischer Tropsch synthesis of liquid hydrocarbons: catalyst in fixed bed reactor, and the reduction of the catalyst in a reducing atmosphere; synthesis gas H2 and CO access to the fixed bed reactor the Fischer Tropsch synthesis, in order to obtain hydrocarbons, among them, the catalyst consists of 95 portions of the carrier 5 35 parts by weight of metal cobalt and 65 composition, wherein the carrier comprises a first carrier and the second carrier, the first carrier for acidic molecular sieve; the second carrier is selected from an inert oxide second, carbon materials and molecular sieve, the acidic molecular sieve accounted for 2 of the total weight of the carrier 40 weight%. Method of preparing liquid hydrocarbons using the Fischer Tropsch synthesis system, can significantly improve the reaction rate of Fischer Tropsch synthesis, especially can significantly improve the conversion rate of carbon monoxide and liquid hydrocarbon fuel production, reduce the formation of solid hydrocarbons.

【技术实现步骤摘要】
费托合成制备液体烃类的方法和制备催化剂的方法
本专利技术属于化工领域，具体而言，本专利技术涉及费托合成制备液体烃类的方法和制备催化剂的方法。
技术介绍
1923年，德国学者F.Fischer和H.Tropsch发现了通过CO催化加氢可以合成烃类产品的方法，之后费-托合成得到迅速发展。德国在1934年建起世界上第一个费-托合成油厂，南非Sasol公司于1955年建成了首个煤制油工厂并运转至今，其三座从合成气生产燃料和化学品的工厂，年产液体燃料520万吨、其他化学品280万吨。九十年代初，Shell公司提出了先将合成气转化为重质烃，然后重质烃加氢裂化制取中间馏分油(柴油、航空煤油、石脑油等)的SMDS(ShellMiddleDistillateSynthesis)工艺，并于1993年在马来西亚实现了50万吨/年工业规模生产。费托合成最显著的特征是产物分布宽，单一产物的选择性低。传统费托合成法是以钴为催化剂，所得产品组成复杂，选择性差，轻质液体烃少，重质石蜡烃较多。其主要成分是直链烷烃、烯烃、少量芳烃及副产水和二氧化碳。传统的费托合成产物符合ASF分布规律，生成较多的蜡，而大量为工业生产需要的液体燃料选择性较低。目前把费托合成蜡再经加氢裂化工艺生产液体燃料的方法过程繁琐，成本较高。因此减少甲烷生成，高选择性地生成目标烃类(液体燃油、重质烃或烯烃)始终是费托合成和催化剂研发的方向。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出费托合成制备液体烃类的方法和制备催化剂的方法，通过采用该费托合成制备液体烃类的方法可以高选择性地制备液体烃类，同时，采用该制备催化剂的方法制备的催化剂具有较高的催化活性，能够高选择性地催化制备液体燃料，并且该制备催化剂的方法简单、成本低、环境友好，具有大规模工业化前景。根据本专利技术的一个方面，本专利技术提出了一种费托合成制备液体烃类的方法，根据本专利技术的实施例，包括：将催化剂装入固定床反应器中，并在还原气氛中还原所述催化剂；向所述固定床反应器中通入H2和CO的合成气进行费托合成，以便得到烃类产物，其中，所述催化剂由5-35重量份的金属钴和65-95重量份的载体组成，所述载体包括第一载体和第二载体，所述第一载体为酸性分子筛；所述第二载体为选自惰性氧化物、含碳材料和第二分子筛中的一种，所述酸性分子筛占所述载体总重量的2-40重量％。根据本专利技术的具体实施例，首先，在固定床反应器对费托合成催化剂进行还原，利用还原后的催化剂催化H2和CO进行费托合成，最终得到烃类产物，其中，催化剂以钴作为活性成分，采用第一分子筛和选自惰性氧化物、含碳材料和第二分子筛中的一种共同作为载体。通过采用该费托合成制备液体烃类的方法，不仅可以显著提高费托合成反应的反应速率和一氧化碳的转化率，还可以提高目标液体烃类燃料产量，并减少甲烷等气体燃料的生成。由此，通过采用该费托合成制备液体烃类的方法，能够显著提高费托合成制备液体烃类的效率，使烃类产物中液体烃类占60重量％以上。另外，根据本专利技术上述实施例的费托合成制备液体烃类的方法还可以具有如下附加的技术特征：在本专利技术的一些实施例中，费托合成的温度为210-260摄氏度。在本专利技术的一些实施例中，惰性氧化物为选自氧化硅、氧化铝、氧化锆和氧化钛中的至少一种。在本专利技术的一些实施例中，含碳材料为选自碳纳米管、介孔碳、无定形碳和碳化硅中的至少一种。在本专利技术的一些实施例中，酸性分子筛为选自β分子筛、Y型分子筛、ZSM-5、ZSM-22、SAPO-34和SAPO-11中的至少一种。根据本专利技术的另一方面，本专利技术还提出了一种制备前面实施例所述费托合成制备液体烃类的方法中所用催化剂的方法，根据本专利技术的实施例，该方法包括：将可溶性钴盐进行混合溶解，以便得到预备溶液；将酸性分子筛和选自惰性氧化物、含碳材料和第二分子筛中的一种按照预定比例进行混合，以便得到载体；将所述载体在所述预备溶液中进行浸渍处理，使所述可溶性钴盐负载在所述载体上，以便得到催化剂预备体；将所述催化剂预备体进行干燥和焙烧处理，以便得到费托合成催化剂。通过采用上述方法可以有效地制备得到催化剂，且该方法制备过程简单，生产成本低，并且环境友好，无污染。通过上述方法制备得到的催化剂以钴作为活性成分，采用第一分子筛和选自惰性氧化物、含碳材料和第二分子筛中的一种共同作为载体。由此，通过采用该方法制备得到的催化剂具有良好的催化活性，可以显著提高费托合成反应的反应速率，尤其可以显著提高一氧化碳的转化率。另外，该催化剂还可以选择性催化费托合成碳链较长的液态烃类燃料，减少甲烷等气体燃料的生成。因此，本专利技术上述实施例的制备催化剂的方法在生产费托合成液态烃类燃料方面具有广泛地应用前景和市场价值。另外，根据本专利技术上述实施例的制备催化剂的方法还可以具有如下附加的技术特征：在本专利技术的一些实施例中，可溶性钴盐为选自硝酸钴、乙酸钴、草酸钴和柠檬酸钴中的至少一种。在本专利技术的一些实施例中，混合为干混或者湿混。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。根据本专利技术的一个方面，本专利技术提出了一种费托合成制备液体烃类的方法，根据本专利技术的实施例，包括：将催化剂装入固定床反应器中，并在还原气氛中还原所述催化剂；向所述固定床反应器中通入H2和CO的合成气进行费托合成，以便得到烃类产物，其中，所述催化剂由5-35重量份的金属钴和65-95重量份的载体组成，所述载体包括第一载体和第二载体，所述第一载体为酸性分子筛；所述第二载体为选自惰性氧化物、含碳材料和第二分子筛中的一种，所述酸性分子筛占所述载体总重量的2-40重量％。根据本专利技术的具体实施例，首先，在固定床反应器对费托合成催化剂进行还原，利用还原后的催化剂催化H2和CO进行费托合成，最终得到烃类产物，其中，催化剂以钴作为活性成分，采用第一分子筛和选自惰性氧化物、含碳材料和第二分子筛中的一种共同作为载体。通过采用该费托合成制备液体烃类的方法，不仅可以显著提高费托合成反应的反应速率和一氧化碳的转化率，还可以提高目标液体烃类燃料产量，并减少甲烷等气体燃料的生成。由此，通过采用该费托合成制备液体烃类的方法，能够显著提高费托合成制备液体烃类的效率，使烃类产物中液体烃类占60重量％以上，几乎没有固体产物。根据本专利技术的具体实施例，费托合成制备液体烃类的方法中催化剂的载体为两种组分的混合物，其中第一载体为酸性分子筛，分子筛具有较大的比表面积，可以显著提高活性成分钴的负载量，进而显著提高费托合成催化剂的催化活性，此外，酸性分子筛作为一种固体酸，还可以将费托合成产物中的重质烃裂化为较轻质的组分，从而提高液体烃类的产率，第二载体为选自惰性氧化物、含碳材料和第二分子筛中的一种，其中惰性氧化物是常用的费托合成载体，可以降低催化剂成本；含碳材料具有一些氧化物所不具备的性质，例如碳化硅材料导热性良好，可避免催化剂在反应中形成热点，专利技术人发现，通过将分子筛和惰性氧化物、含碳材料和第二分子筛中的一种进行组合作为费托合成催化剂的载体，可以在提高载体比表面积的基础上，显著提高催化剂中活性成分钴的负载量，进而显著提高催化剂的催化活性。另外，专利技术人还发现，通过采用上述载体结合钴作为活性成分，可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种费托合成制备液体烃类的方法，其特征在于，包括：将催化剂装入固定床反应器中，并在还原气氛中还原所述催化剂；向所述固定床反应器中通入H2和CO的合成气进行费托合成，以便得到烃类产物，其中，所述催化剂由5‑35重量份的金属钴和65‑95重量份的载体组成，所述载体包括第一载体和第二载体，所述第一载体为酸性分子筛；所述第二载体为选自惰性氧化物、含碳材料和第二分子筛中的一种，所述酸性分子筛占所述载体总重量的2‑40重量％。

【技术特征摘要】
1.一种费托合成制备液体烃类的方法，其特征在于，包括：将催化剂装入固定床反应器中，并在还原气氛中还原所述催化剂；向所述固定床反应器中通入H2和CO的合成气进行费托合成，以便得到烃类产物，其中，所述催化剂由5-35重量份的金属钴和65-95重量份的载体组成，所述载体包括第一载体和第二载体，所述第一载体为酸性分子筛；所述第二载体为选自惰性氧化物、含碳材料和第二分子筛中的一种，所述酸性分子筛占所述载体总重量的2-40重量％。2.根据权利要求1所述的费托合成制液体烃类的方法，其特征在于，所述费托合成的温度为210-260摄氏度。3.根据权利要求1所述的费托合成制液体烃类的方法，其特征在于，所述惰性氧化物为选自氧化硅、氧化铝、氧化锆和氧化钛中的至少一种。4.根据权利要求1所述的费托合成制液体烃类的方法，其特征在于，所述含碳材料为选自碳纳米管、介孔碳、无定形碳和碳化硅中的至少一种。...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴黎阳，史雪君，余海鹏，苏二强，刘周恩，史东军，吴道洪，
申请(专利权)人：北京神雾环境能源科技集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11