The invention relates to a catalyst, a preparation method and application thereof, and a Fischer-Tropsch synthesis method. The catalyst is a core-shell nanostructure, in which Co and stabilizer form a shell, and the oxides and/or hydroxides of IVB group metal elements form a core. The catalyst provided by the invention greatly improves the utilization rate of cobalt, the stability of the catalyst and the catalytic performance, and can be applied to micro-channel, slurry bed and other reactors.
【技术实现步骤摘要】
一种稳定的超细FT合成催化剂及其制备方法和应用及费托合成方法
本专利技术是关于一种稳定的超细费托合成催化剂及其制备方法和应用及费托合成方法。
技术介绍
随着全球石油资源越来越稀缺,人们对环境保护日益重视,利用煤和天然气等为原料制备清洁燃料和化学品越来越受到人们的重视。费托合成技术是这些煤和天然气清洁利用的关键技术之一。合成气在催化剂上转化成烃类的费托合成反应的主要产物包括烷烃和烯烃,产品经过深加工可得到优质液体燃料和高附加值化学品。目前,负载型钴基催化剂是一种具有工业应用价值的费托合成催化剂。一般负载型钴基催化剂采用浸渍法制备,活性组分Co颗粒尺寸较大,分布广,钴的利用率低且失活现象明显。此外,为了使氧化钴充分还原成活性的金属钴,一般使用贵金属还原助剂,这就造成催化剂成本的显著提高。因此,如何提高钴的利用率、减少贵金属的利用、提高催化剂的稳定性和催化性能一直以来都是钴基催化剂开发的难点和方向。寇元等人(催化学报,2013,第10期,1914~1925)公开了Co纳米颗粒水相合成油的方法,该方法包括将CoCl2和作为保护剂的SB3-12溶解于THF中,然后在搅拌条件下缓慢注入还原剂LiBEt3H、NaBH4溶液,混合液快速由蓝变黑,说明Co被还原,反应10分钟后用乙醇淬灭反应,然后依次用乙醇和水冲洗两次,将所得纳米颗粒分散在水中,得到备用催化剂。采用该方法获得的催化剂虽然低温活性较高,但颗粒稳定性较差。US20140039037公开了一种聚合物稳定的Ru、Fe、Co胶体作为催化剂低温(100~200℃)费托合成的方法。所述催化剂含有过渡金属纳米颗粒和能够稳定 ...
【技术保护点】
1.一种催化剂,其特征在于,该催化剂为核壳型纳米结构,其中Co和稳定剂形成壳,IVB族金属元素的氧化物和/或氢氧化物形成核。
【技术特征摘要】
1.一种催化剂,其特征在于,该催化剂为核壳型纳米结构,其中Co和稳定剂形成壳,IVB族金属元素的氧化物和/或氢氧化物形成核。2.根据权利要求1所述的催化剂,其中,以催化剂的总重量为基准,Co的含量为20-80重量%优选25-65重量%,以金属元素计,稳定剂与Co的摩尔比为1:2-500优选为1:3-300更优选为1:4-200,稳定剂与IVB族金属元素的氧化物和氢氧化物的总量为20-80重量%优选35-75重量%。3.根据权利要求1或2所述的催化剂,其中,以催化剂的总重量为基准,Co的含量为25-65重量%,以金属元素计,稳定剂与Co的摩尔比为1:3-300优选1:4-200,稳定剂与IVB族金属元素的氧化物和氢氧化物的总量为35-75重量%。4.根据权利要求3所述的催化剂,其中,该催化剂的粒度为5-50nm,优选为8-45nm。5.根据权利要求1-4中任意一项所述的催化剂,其中,IVB族金属元素的氧化物和/或氢氧化物核的平均粒度为1-40nm优选为3-40nm。6.根据权利要求1-5中任意一项所述的催化剂,其中,所述IVB族金属元素为Ti、Zr、Hf中的一种或多种。7.根据权利要求6所述的催化剂,其中,所述稳定剂为Zr、W、Ta、La、Ce及其氧化物和/或氢氧化物中的一种或多种。8.一种催化剂的制备方法,该方法包括以下步骤:(1)制备IVB族金属元素的氧化物和/或氢氧化物的纳米胶体;(2)在步骤(1)所得纳米胶体的表面附着Co,形成以所述纳米胶体为核、Co为壳的核壳结构;(3)对步骤(2)所得核壳结构产物进行稳定化处理。9.根据权利要求8所述的方法,其中,步骤(2)通过下述方式来实现:在惰性气体保护下,将纳米胶体和保护剂分散在Co盐溶液中,然后与还原剂接触。10.根据权利要求9所述的方法,其中,所述保护剂为聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇、亚油酸、油酸钠、油胺、三羟甲基膦、三甲基十六烷基溴化铵、四辛基溴化铵、聚醚、聚甲氧基苯胺中的一种或多种。11.根据权利要求9或10所述的方法...
【专利技术属性】
技术研发人员:吴玉,晋超,李学锋,孙霞,阎振楠,侯朝鹏,夏国富,李明丰,
申请(专利权)人:中国石油化工股份有限公司,中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院,
类型:发明
国别省市:北京,11
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