The invention relates to the field of Fischer-Tropsch synthesis, in particular to a low-temperature Fischer-Tropsch synthesis catalyst, a preparation method and application thereof. The preparation method of the low-temperature Fischer-Tropsch synthesis catalyst includes: (1) providing an aqueous solution containing iron and copper salts, i.e., a first solution; providing an aqueous solution containing a precipitator and a silicon source, i.e., a second solution; coprecipitating the first and second solutions, and then separating the solid from the liquid and washing the solid phase; (2) washing the solid phase. After the solid phase is beating with water, the slurry is obtained and the potassium silicon source is introduced, and the pH value of the mixture is adjusted to acidity for aging. (3) solid-liquid separation of the aging slurry is carried out, and the solid phase and water are beaten to obtain the slurry, and the slurry is spray dried and roasted. This method can obtain high activity, low by-product selectivity, high C5 + product selectivity, high stability and high wear resistance of low temperature Fischer-Tropsch synthesis catalyst.
【技术实现步骤摘要】
低温费托合成催化剂及其制备方法和应用
本专利技术涉及费托合成领域,具体涉及低温费托合成催化剂及其制备方法和应用。
技术介绍
费托合成反应是指合成气(H2+CO)在催化剂作用下、在一定温度和压力下转化成烃和其它化学品的反应。发展费托合成技术对实现原油替代,保障我国能源安全和洁净煤转化利用具有现实意义。费托合成只有在合适的催化剂作用下才能实现。上世纪50年代,南非SASOL公司采用德国鲁尔公司的专利技术实现了低温费托合成技术和高温费托合成的商业化应用。低温费托合成技术的反应温度在210-280℃之间,催化剂有沉淀铁催化剂和钴基催化剂,反应器形式有固定床反应器和浆态床反应器。高温费托合成技术的反应温度在300-350℃之间,反应器形式为固定流化床和循环流化床反应器。沉淀铁催化剂与钴系催化剂相比,具有价格低廉,对反应条件和合成气成份的适应范围较宽,合成产物中α-烯烃选择性较高的特点。低温费托合成铁基催化剂经过数十年的发展,全世界技术开发人员持续的改善着催化剂配方及制备方法,许多新的有用的助剂被加入到Fe-Cu-K-SiO2体系中来提高催化剂性能。比较有代表性的有中科合成油开发的Fe-Mn-Cu-K-SiO2,兖矿开发的Fe-Cu-K-SiO2-Na,神华开发的Fe-Co-Cu-K-SiO2等。然而,现有的低温费托合成铁系催化剂仍然在活性、副产物选择性、C5+产物选择性、稳定性和抗磨性等诸多性能上具有需要改进之处。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种高活性、低副产物选择性、高C5+产物选择性、高稳定性和高抗磨性的低温费托合成催化剂及其制备方法和应用。为了实现上述 ...
【技术保护点】
1.一种低温费托合成催化剂的制备方法,其特征在于,该方法包括:(1)提供含有铁盐和铜盐的水溶液,即第一溶液;提供含有沉淀剂和硅源的水溶液,即第二溶液;将第一溶液和第二溶液进行共沉淀反应,而后进行固液分离并洗涤所得固相;所述共沉淀反应的条件包括:温度为5‑35℃,pH值为4.5‑9.5,时间为5‑60min;定义共沉淀反应的pH为数值n,定义共沉淀反应的温度为数值T,所述共沉淀反应的温度和pH满足公式:n+0.16T=9‑14;(2)将洗涤后的固相与水进行打浆,得到浆液并引入含钾硅源,并调节所得混合物的pH值至酸性以进行老化;(3)将老化后的浆液进行固液分离,所得固相与水进行打浆,所得浆液进行喷雾干燥和焙烧;其中,所述铁盐、铜盐、硅源和含钾硅源的用量使得所得的催化剂中,以重量计的Fe2O3:Cu:K:SiO2=100:1‑8:1‑8:10‑30。
【技术特征摘要】
1.一种低温费托合成催化剂的制备方法,其特征在于,该方法包括:(1)提供含有铁盐和铜盐的水溶液,即第一溶液;提供含有沉淀剂和硅源的水溶液,即第二溶液;将第一溶液和第二溶液进行共沉淀反应,而后进行固液分离并洗涤所得固相;所述共沉淀反应的条件包括:温度为5-35℃,pH值为4.5-9.5,时间为5-60min;定义共沉淀反应的pH为数值n,定义共沉淀反应的温度为数值T,所述共沉淀反应的温度和pH满足公式:n+0.16T=9-14;(2)将洗涤后的固相与水进行打浆,得到浆液并引入含钾硅源,并调节所得混合物的pH值至酸性以进行老化;(3)将老化后的浆液进行固液分离,所得固相与水进行打浆,所得浆液进行喷雾干燥和焙烧;其中,所述铁盐、铜盐、硅源和含钾硅源的用量使得所得的催化剂中,以重量计的Fe2O3:Cu:K:SiO2=100:1-8:1-8:10-30。2.根据权利要求1所述的方法,其中,所述铁盐、铜盐、硅源和含钾硅源的用量使得所得的催化剂中,以重量计的Fe2O3:Cu:K:SiO2=100:1-5:1-5:10-25,优选地Fe2O3:Cu:K:SiO2=100:1-4:1.5-4:10-23。3.根据权利要求1或2所述的方法,其中,所述铁盐为硝酸铁、硫酸铁和氯化铁中的一种或多种,优选为硝酸铁;所述铜盐为硝酸铜、硫酸铜和氯化铜中的一种或多种;所述硅源为硅酸钾、硅酸钠、硅溶胶和含钾硅溶胶中的一种或多种;所述含钾硅源为硅酸钾和/或含钾硅溶胶。4.根据权利要求1-3中任意一项所述的方法,其中,所述第一溶液中,以Fe2O3计的铁盐的浓度为20-120g/L,优选为30-100g/L,更优选为30-60g/L;优选地,所述第二溶液中,所述沉淀剂的浓度为100-300g/L,优选为110-250g/L,更优选为120-200g/L;优选地,所述沉淀剂为碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾、氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸铵、...
【专利技术属性】
技术研发人员:林泉,程萌,张魁,常海,朱加清,吕毅军,缪平,徐文强,
申请(专利权)人:神华集团有限责任公司,北京低碳清洁能源研究所,
类型:发明
国别省市:北京,11
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