本发明专利技术公开了一种用于合成气制备烃类的催化剂及其制备方法。催化剂的组分和重量百分比含量包括：Ｆｅ＃－［３］Ｏ＃－［４］，９５．０～９８．０％；Ａｌ＃－［２］Ｏ＃－［３］，１．０～２．５％；Ｋ＃－［２］Ｏ，０．５～１．０％；ＣａＯ，０．５～１．５％；ＳｉＯ＃－［２］，０～０．５％。本发明专利技术的催化剂的制备方法包括如下步骤：将天然磁铁矿经过磁选除去多余ＳｉＯ＃－［２］（保留量为＜０．５％）以及ＴｉＯ＃－［２］、Ｓ、Ｐ等，按照上述比例加入Ａｌ＃－［２］Ｏ＃－［３］、ＫＮＯ＃－［３］、ＣａＣＯ＃－［３］，混合均匀，加热至熔融，快速冷却，破碎，即获得本发明专利技术的催化剂。该催化剂可用于合成气费—托反应制备烃类物质，空速２０００ｈ＃＋［－１］时，ＣＯ＋Ｈ＃－［２］的单程转化率达６６％，Ｃ＃－［５］＃＋［＋］烃的空时收率为０．０５ｇ／（ｇＦｅ.ｈ），足见其活性良好。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
一种用于合成气制备烃类的催化剂及其制备方法
本专利技术涉及一种催化剂，具体地说涉及以合成气为原料通过费—托反应制备烃类的催化剂。
技术介绍
所说的合成气是指以H2、CO为主体的气体，不含使催化剂中毒的物质，如氧、硫、二氧化碳、水、氯、砷、磷等，可由煤、天然气、石油等通过多种工艺制备。所说的费—托反应是由Fisher F.、Tropsch H.在1923年发现的，他们用H2、CO为原料，在铁基催化剂作用下制得了烃类。此后，人们对催化剂进行了广泛的研究，普遍认为Fe、Co、Ni、Ru是费托反应的活性组分，而K2O、CaO、Al2O3、MgO具有助催化剂的功效，催化剂的制备方法已经形成了沉淀法、熔融法、烧结法、粘结法、浸渍法等多种方法。Dry M.E.在文献(Catalysis Science andTechnology，Vol.1，ed Amderson J.R.and Boudart M.，P159，Springer-Verlag，1981)中披露了南非Sasol公司采用熔融法和沉淀法制备的铁基催化剂，助催化剂有Cu(促进原料)、K2O(提高产品选择性)、SiO2(增加催化剂表面积)，其制备催化剂用的原料为车床铁屑下脚料，助催化剂组分是从外部加入的。中国专利CN1148614A公开了一种Fe-Cu-K沉淀法制备的催化剂。但上述专利公开的催化剂均有明显的不足，即使用寿命比较短，在用于流化床和浆态床反应器时催化剂极易磨损，本专利技术采用K2O、CaO、Al2O3、MgO等为助剂，可以多次还原使用，延长了催化剂使用寿命，抗磨损性能也比较好。-->
技术实现思路
本专利技术需要解决的技术问题是公开一种用于合成气制备烃类的催化剂及其制备方法，以克服现有技术存在的上述缺陷，满足大规模工业生产的需要。本专利技术的催化剂的组分和重量百分比含量包括：Fe3O4 95.0～98.0％Al2O3 1.0～2.5％K2O 0.5～1.0％CaO 0.5～1.5％SiO2 0～0.5％。其中：Fe2+/Fe3+＝0.4～0.44，摩尔比。本专利技术的催化剂的制备方法包括如下步骤：将天然磁铁矿经过磁选除去多余SiO2(保留量为＜0.5％)以及TiO2、S、P等，按照上述比例加入Al2O3、KNO3、CaCO3，混合均匀，加热至熔融，一般为1400～1700℃，最好稳定5～12小时，将熔融液体快速冷却，破碎，即获得本专利技术的催化剂。所得的催化剂为氧化态，还原后才具有催化费—托反应的活性。还原是在如下条件下进行的：将氧化态催化剂磨细，使其粒度通过325目(相当于43μm)，在氢气流、480℃、4000h-1条件下还原48小时，还原度达99％。Fe3O4转化为α-Fe，助催化剂Al2O3、K2O、CaO、SiO2仍为还原前的状态。还原催化剂具有如下主要理化指标是：比表面积＝13m2/g，孔容＝0.082ml/g，堆密度＝2.8g/ml，平均孔径＝125。该催化剂用于合成气费—托反应制备烃类的条件是：温度240～380℃，压力0.5～20.0MPa，在固定床中，H2∶CO＝2∶1(摩尔)，空速-->2000h-1时，CO+H2的单程转化率达66％，C5+烃的空时收率为0.05g/(gFe·h)，足见其活性良好。附图说明图1为催化剂活性评估装置流程图。具体实施方式 实施例1将98公斤天然磁铁矿经过磁选除去多余SiO2(保留量为＜0.5％)以及TiO2、S、P等，加入2公斤Al2O3、1公斤KNO3、1公斤CaCO3，混合均匀，加热至1500℃熔融，一般为，最好稳定8小时，将熔融液体快速冷却，破碎，即获得本专利技术的催化剂。 实施例2(1)为CO钢瓶，(2)为H2钢瓶，常温下经测压、质量流量计计量后，调节阀门开启后使H2∶CO＝2∶1(摩尔)，以催化剂为基准的空速为2000h-1，压力为2.0MPa进管式固定床反应器(6)。管式固定床反应器(6)内直径为25.4mm，中心设置φ8×1.5热电偶管(11)，下部为不锈钢支撑体(10)，其上部为花板及不锈钢丝网(15)，自丝网以上依次充填60目、80目、120目、180目、240目石英砂(9)，按石英砂(240目)∶催化剂＝50克∶10克混合均匀充填于(8)，其上部再充填240目、180目、120目、80目、60目石英砂(7)。管式固定床反应器(6)置于电炉(16)中。调节通过电炉(16)的电流量，使热电偶温度指示为期望值，例如320℃。出固定床反应器(6)的产品气进入冷凝器(12)，液态组分自出口(14)收集计量，取样分析，气相经减压阀(17)减压，进质量流量计(5)计量，取样分析，经出口(13)放出。-->经色谱分析出口(14)样品油相烃类102个，主要组分为汽油、柴油、蜡等；水相含酸、醇、醛、酮等含氧化合物。气相出口(13)分析结果其中含CH4、C2H4、C2H6、C3H8、C3H6等组分。CO+H2的单程转化率达66％，C5+空时产量烃类产品为0.05g/(gFe·h)，显示良好的催化活性。图中A为分析取样口，P为压力测量点，T为测温点。本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于合成气制备烃类的催化剂，其特征在于组分和重量百分比含量包括： Ｆｅ↓［３］Ｏ↓［４］ ９５．０～９８．０％ Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］ １．０～２．５％ Ｋ↓［２］Ｏ ０．５～１．０％ ＣａＯ ０．５～１．５％ ＳｉＯ↓［２］＜ ０～０．５％。
【技术特征摘要】
1.一种用于合成气制备烃类的催化剂，其特征在于组分和重量百分比含量包括：Fe3O4 95.0～98.0％Al2O3 1.0～2.5％K2O 0.5～1.0％CaO 0.5～1.5％SiO2＜ 0～0.5％。2.根据权利要...
【专利技术属性】
技术研发人员：于遵宏，王辅臣，代正华，刘海峰，王亦飞，龚欣，周志杰，于广锁，
申请(专利权)人：华东理工大学，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]
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