The aim of the present invention is to overcome the technical problems of iron based catalysts supported by carbon based carriers in the existing technology under the conditions of high temperature reaction, and provide a high temperature ferric based iron based catalyst suitable for a fixed bed reactor, as well as its preparation and application. The carbon coated nanosized ferric Fischer Tropsch synthesis catalyst was prepared by using the carbon microsphere as the carbon source and the carbon microsphere as the carbon source and the carbon microsphere as the carbon source, and the carbon microsphere was used as the carrier. The composition of the catalyst was 9 iron oxide 15% and 0.5 alkali metal oxide assistant 2%. The coated carbon 9 is 25%, and the carbon microsphere carrier 65 is 81.5%. Compared with the existing technology, the preparation method of the catalyst is simpler and easier to be amplified, and only a small amount of water is needed in the impregnation process, which saves the preparation cost of the catalyst and the cost of the process wastewater treatment.
【技术实现步骤摘要】
一种碳包覆结构纳米铁基费托合成催化剂及其制备方法和应用
本专利技术涉及一种共浸渍-原位碳化策略制备碳包覆结构的负载型纳米铁基催化剂的方法,尤其涉及一种适用于固定床反应器的高温费托合成铁基催化剂。
技术介绍
费托合成是将合成气在催化剂的作用下转化为烃类化合物等化学品的一个重要技术手段,可以将煤、天然气、生物质等含碳资源高效转化为高附加值化学品和清洁燃料。特别是,通过费托合成技术可以将我国丰富的煤炭资源高效地转化为液体燃料等化学品,降低我国能源需求的对外依存度,保障国家能源安全。目前,费托合成的研究热点依然是高效催化剂的研制。费托合成催化剂的研究主要集中在铁基、钴基及钌基催化剂,由于钌价格过于昂贵,具有工业化价值的主要为铁基和钴基催化剂。根据反应温度划分,费托合成可分为低温和高温反应,低温反应主要用于生产柴油和石脑油以及蜡产品,目前铁基和钴基催化剂均有应用。高温费托合成反应温度为300~350℃,主要采用铁基催化剂,这是由于铁基催化剂在高温条件有较高的水汽变换反应活性,可以适用于低氢碳比的煤基合成气,而且产品中通常有较高的汽油组分以及低碳烯烃选择性。负载型金属催化剂在高温反应条件下,金属物种易发生烧结而失活。通过改变催化剂的结构可有效避免金属物种的烧结,抑制催化剂失活。由于Fe物种与γ-Al2O3等氧化物载体之间存在较强的金属-载体相互作用,导致Fe物种很难被还原,催化活性低。此外,这种相互作用还会影响Fe物种外围电子环境,进而降低产物的选择性。碳基载体表面化学性质呈惰性,与Fe物种间的相互作用弱,有利于Fe物种的还原。由于碳材料具有较大的比表面积和可调的多级 ...
【技术保护点】
一种碳包覆结构纳米铁基费托合成催化剂,按照质量百分比计,其组成为:铁氧化物9‑15%;碱金属氧化物助剂0.5‑2%;包覆碳9‑25%;碳微球载体65‑81.5%。
【技术特征摘要】
1.一种碳包覆结构纳米铁基费托合成催化剂,按照质量百分比计,其组成为:铁氧化物9-15%;碱金属氧化物助剂0.5-2%;包覆碳9-25%;碳微球载体65-81.5%。2.根据权利要求1所述的碳包覆结构纳米铁基费托合成催化剂,其特征在于:所述碱金属氧化物助剂为氧化钠或氧化钾。3.根据权利要求1所述的碳包覆结构纳米铁基费托合成催化剂,其特征在于:所述碳微球载体可为商业化或自行制备的碳微球。4.根据权利要求3所述的碳包覆结构纳米铁基费托合成催化剂,其特征在于:所述碳微球载体的粒径为0.3-1.0μm。5.一种碳包覆结构纳米铁基费托合成催化剂的制备方法,包括如下步骤:1)按一定比例称取硝酸铁、碱金属助剂前驱体盐和包覆碳碳源,加入适量蒸馏水搅拌使其充分溶解,得到前驱体溶液;2)将上述前驱体溶液缓慢加入适量的研磨至一定粒径的碳微球载体中,持续搅拌,并进行间断超声处理,得到浸渍浆料;3)然后通过水浴加热、搅拌使浸渍浆料的水分不断挥发,待浆料粘度增大,表面液体蒸干时,将其转移到110℃的烘箱内进行干燥处理;4)所得干燥样品转移到管式炉中进行原位碳化处理,碳化完成后将所得固体产物进行收集...
【专利技术属性】
技术研发人员:李忠,孟凡会,程杨,李小静,张鹏,
申请(专利权)人:太原理工大学,
类型:发明
国别省市:山西,14
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。