一种制备费托合成催化剂前驱体的方法技术

本发明专利技术公开了一种制备费托合成催化剂前驱体的方法，包括以下步骤：分别将碱溶液和硝酸金属盐溶液加热；将碱溶液升温搅拌，保持反应温度恒定，搅拌的同时使用批量控制器将硝酸金属盐溶液分三批添加至碱溶液中，第一批添加速率为8

【技术实现步骤摘要】
一种制备费托合成催化剂前驱体的方法


[0001]本专利技术属于催化剂
，更具体的说是涉及一种制备费托合成催化剂前驱体的方法。

技术介绍

[0002]费托合成催化剂是煤间接液化的关键与核心技术，它是一个复杂的技术体系，有近百年的发展历史。煤间接液化催化剂主要由活性组分、载体和助剂构成。活性组分主要是第
Ⅷ
族过渡金属元素，目前工业化的催化剂多为Fe系催化剂和Co系催化剂，两者各有优缺点。近年来利用金属间协同作用制备多活性组分催化剂成为新的研究方向，催化剂体系正不断丰富和发展。载体种类主要有SiO2、Al2O3、TiO2、MgO、分子筛和活性炭等。载体的比表面积、酸碱性、孔结构、强度和载体与金属间的相互作用都是影响催化剂活性和产物选择性的重要因素。助剂种类主要包括碱性金属、稀土金属、贵金属和其他助剂。各种助剂在催化剂中起到的作用多种多样，且机理复杂，但助剂的加入大多能够起到改善催化剂活性、选择性，延长使用寿命，降低反应条件等作用。
[0003]随着催化剂技术不断发展，各科研机构和组织对煤间接液化催化剂研究不断深入，国内外煤间接液化装置长时间应用实践，对催化剂各项工业化性能参数，如活性、选择性、机械强度及耐磨性能、抗毒性及抗衰减性能、固液分离能力、再生能力等都提出更高的要求。
[0004]费托合成催化剂一般通过沉淀反应、浸渍反应、喷雾干燥、焙烧成型、筛分后制备而成。其中沉淀反应为关键步骤，制备催化剂前驱体，主要过程为在一定温度下碱溶液与金属混合溶液反应，反应一定时间后加酸调节pH值，冷却后，转移至缓冲槽中得到催化剂前驱体。此过程需准确控制加金属混合溶液的速率，加料速率太快影响催化剂成型过程，加料速率太慢影响催化剂比表面积，所以加料速率的控制至关重要；在加完金属混合溶液后加酸调节过程中，需严格控制pH值在一定范围内，否则影响催化剂的喷雾干燥不成型、强度、活性等，所以加酸pH需精准控制。
[0005]因此，提供一种高精度调控加料速率、pH值制备费托合成催化剂前驱体的方法以克服上述现象是本领域技术人员亟需解决的问题。

技术实现思路

[0006]有鉴于此，本专利技术提供了一种高精度调控加料速率、pH值制备费托合成催化剂前驱体的方法。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0008]一种制备费托合成催化剂前驱体的方法,包括以下步骤：
[0009](1)将碱溶液在反应釜中加热，将硝酸金属盐溶液在加热储槽中加热；
[0010](2)将碱溶液升温搅拌，保持反应温度恒定，搅拌的同时使用批量控制器将硝酸金属盐溶液分三批添加至碱溶液中，第一批添加速率为8
‑
10kg/s，第二批添加速率为3
‑
5kg/
s，第三批添加速率为1
‑
2kg/s，控制在10
‑
13min内完成硝酸金属盐溶液的添加；
[0011](3)添加完成后将碱溶液和硝酸金属盐溶液继续反应，反应完成后使用pH在线监测系统调节反应液pH值；
[0012](4)将反应液冷却后，得到费托合成催化剂前驱体。
[0013]进一步，上述步骤(1)碱溶液与硝酸金属盐溶液质量比为(1.1
‑
1.2):1。
[0014]进一步，上述步骤(1)碱溶液为碳酸钠、碳酸铵或氨中的任一种的水溶液，碱溶液的浓度为10
‑
12wt％。
[0015]进一步，上述步骤(1)硝酸金属盐溶液为硝酸铁、硝酸铜、硝酸锰、硝酸钴中的一种或几种混合物的水溶液，酸金属盐溶液的浓度为15
‑
17wt％。
[0016]进一步，上述步骤(1)将碱溶液加热至80
‑
90℃，将硝酸金属盐溶液加热至80
‑
95℃。
[0017]进一步，上述步骤(2)升温至85
‑
90℃。
[0018]进一步，上述步骤(2)搅拌转速为100
‑
120r/min。
[0019]进一步，上述步骤(3)继续反应的时间为3
‑
5min。
[0020]进一步，上述步骤(3)调节反应液pH值为5
‑
8。
[0021]进一步，上述步骤(3)使用硝酸调节反应液pH值。
[0022]进一步，上述步骤(4)将反应液冷却至40
‑
45℃后，得到费托合成催化剂前驱体。
[0023]一种上述方法制备的前驱体在制备费托合成催化剂中的应用。
[0024]本专利技术的有益效果：(1)本专利技术可用于工业生产，且操作过程简单，成本低，可实现制备费托合成催化剂前驱体的精准控制，具有实际应用价值。
[0025](2)本专利技术将批量控制器应用于工业级沉淀法制备费托合成催化剂前驱体中，能够有效解决工业级沉淀法制备费托合成催化剂前驱体中加金属混合溶液速率不稳定的问题，且分三个阶段分别控制，实现沉淀反应在不同阶段的充分反应。
[0026](3)本专利技术将耐高温耐腐蚀抗污染的pH在线监测系统应用于工业级沉淀法制备费托合成催化剂前驱体中，能够有效解决工业级沉淀法制备费托合成催化剂前驱体中测PH不准确，且PH计在高温、高污染、高流速环境下的准确检测问题，实现反应过程精准控制。
[0027](4)在高精度调控加料速率、pH值得到的费托合成催化剂前驱体，可制备出抗磨损、耐冲击的费托合成催化剂，且性能较好。
[0028](5)此外，本专利技术公开的方法中能够合理控制温度、搅拌转速、冷却时间、采出流量等，提高资源利用率，并且避免超高温而降低费托合成催化剂活性。
具体实施方式
[0029]下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0030]实施例1
‑
5使用的批量控制器型号为EL
‑
5092B型，pH在线监测系统型号为CM444+CYC25+CPAX7X型。
[0031]实施例1
[0032](1)将浓度为10wt％的碳酸钠水溶液在反应釜中加热至80℃，将硝酸铁和硝酸锰混合物的水溶液在加热储槽中加热至85℃，硝酸铁、硝酸锰的浓度分别为15.00wt％、0.65wt％；
[0033](2)将110g碱溶液升温至85℃，保持反应温度恒定，搅拌的同时使用批量控制器将100g硝酸金属盐溶液分三批添加至碱溶液中，搅拌转速为110r/min，第一批添加速率为8kg/s，第二批添加速率为4kg/s，第三批添加速率为1kg/s，控制在12min内完成硝酸金属盐溶液的添加；
[0034](3)添加完成后将碱溶液和硝酸金属盐溶液继续反应，反应5min后使使用pH在线监测系统用硝酸调节反应液pH值为6；...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种制备费托合成催化剂前驱体的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将碱溶液在反应釜中加热，将硝酸金属盐溶液在加热储槽中加热；(2)将碱溶液升温搅拌，保持反应温度恒定，搅拌的同时使用批量控制器将硝酸金属盐溶液分三批添加至碱溶液中，第一批添加速率为8
‑
10kg/s，第二批添加速率为3
‑
5kg/s，第三批添加速率为1
‑
2kg/s，控制在10
‑
13min内完成硝酸金属盐溶液的添加；(3)硝酸金属盐溶液添加完成后将碱溶液和硝酸金属盐溶液继续反应，反应完成后使用pH在线监测系统调节反应液pH值；(4)将反应液冷却后，得到费托合成催化剂前驱体。2.根据权利要求1所述一种制备费托合成催化剂前驱体的方法，其特征在于，所述步骤(1)碱溶液为碳酸钠、碳酸铵或氨中的任一种的水溶液，碱溶液的浓度为10
‑
12wt％。3.根据权利要求1所述一种制备费托合成催化剂前驱体的方法，其特征在于，所述步骤(1)硝酸金属盐溶液为硝酸铁、硝酸铜、硝酸锰、硝酸钴中的一种或几种混合物的水溶液，硝酸金属盐溶液的浓度为15
‑
1...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨霈霖，刘付亮，巩守龙，贺小亮，郑晓玮，白兴芹，
申请(专利权)人：兖矿榆林精细化工有限公司，
类型：发明
国别省市：