【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于费托合成催化剂，涉及一种费托合成铁基催化剂及其制备方法与应用。
技术介绍
1、以煤和石油为代表的化石燃料是当前人类使用的主要能源。费托合成技术是将煤、天然气或生物质等原料加工生成合成气(co和h2)，再经过催化剂的催化作用转化为液态燃料的合成方法，这项技术不仅可以有效地减少大气污染，而且为替代石油资源的开发提供了新途径，因而越来越为人们关注。
2、在铁基费托合成反应中，大约有50％的co都被转化成了不想要的c1副产物(co2和ch4)，这大大增加了生成过程中的能耗、降低了产品收益。如何兼顾目标产物的选择性和催化剂的稳定性，是费托合成领域的一个挑战。
3、cn101767010b公开了一种费托合成铁基催化剂，向铁基催化剂加入了b助剂，其加入方法是在共沉淀滤饼中边搅拌边加入含硼化合物溶液或含硼的硅溶胶，搅拌混匀后，再加入硅酸钾水玻璃溶液或硅酸钾与硅溶胶混合溶液，然后加入钾盐溶液，混合均匀制成混合浆液；或往共沉淀滤饼中边搅拌边加入硅酸钾水玻璃溶液或硅酸钾与硅溶胶混合溶液，搅拌均匀，然后往上述浆液中边搅拌边加入含硼化合物溶液或含硼的硅溶胶，搅拌混匀制成混合浆液；在该步骤之后，调节混合浆液的ph值，然后老化打浆。这种方法中硼源优先同硅源作用，用以提高结构助剂的物理稳定性，但对催化剂的活性和稳定性提升作用并不突出，该专利的主要目的是提高沉淀铁系催化剂在浆态床反应器中的抗磨强度。
4、cn105478128a公开了一种费托合成铁基催化剂，向铁基催化剂除了加入结构助剂外还加入y和b两种元素，其中
5、jp4698343b2在费托合成铁基催化剂中引入mg/ca和b作为助剂，认为反应性能有所提升，但使用的制备方法形成小孔较多，不利于费托反应传质过程，从而会影响催化剂的选择性和稳定性。
6、目前仍然存在寻求一种稳定性高、反应活性好的费托合成铁基催化剂的需求。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是克服现有技术的不足，提供一种稳定性高、反应活性好的费托合成铁基催化剂。
2、在一个方面，本专利技术提供一种费托合成铁基催化剂，所述催化剂中以质量计fe:cu:k:sio2:b:sr＝100:(0-10):(0.1-12):(5-50):(0.1-12):(0.1-18)。
3、本专利技术中，所述催化剂中fe:cu:k:sio2:b:sr是指铁元素、铜元素、钾元素、二氧化硅、硼元素和锶元素之间的质量比。
4、本专利技术中，所述催化剂中铁、铜、钾、二氧化硅、硼和锶以xrf方法进行测定。
5、在一些实施方案中，所述催化剂中以质量计fe:cu:k:sio2:b:sr＝100:(0.7-7.5):(0.7-8):(14-30):(0.7-11):(1.4-9)。
6、在另一方面，本专利技术提供一种制备费托合成铁基催化剂的方法，包括如下步骤：
7、(1)将含有铁盐和铜盐的水溶液与含有硅源的碳酸钠水溶液或氨水溶液进行共沉淀反应，得到沉淀浆料并过滤，得到第一滤饼；
8、其中，过滤可以是去离子水的反复洗涤过滤(例如压滤)使得滤液电导率为1500μs/cm以下(20-30℃下测定)，优选1000μs/cm以下；
9、所述含有铁盐和铜盐的水溶液与所述含有硅源的碳酸钠水溶液或氨水溶液用夹套加热方式分别加热至20-65℃(例如，20℃、25℃、30℃、35℃、40℃、45℃、50℃、55℃、60℃、65℃，或这些数值中的任意二者之间的数值和范围)，以并流的方式共同加入到反应釜中进行共沉淀反应；
10、(2)将所述第一滤饼用水再浆化，加入硅源，混合均匀，再加酸溶液进行老化，过滤得到第二滤饼；
11、(3)将所述第二滤饼用水再浆化，加入硼源、钾盐和锶源混匀，控制浆液中的固含量为15-20wt％，得到催化剂浆料，并进行喷雾干燥和焙烧，得到费托合成铁基催化剂。
12、在一些实施方案中，上述方法中，步骤(1)中，所述共沉淀反应的条件为：ph值4.5-7.5，温度20-60℃，搅拌转速60-120rpm，反应时间20-180min；优选为，ph值4.8-6.5(例如，4.8、4.9、5.0、5.1、5.2、5.3、5.4、5.5、5.6、5.7、5.8、5.9、6.0、6.1、6.2、6.3、6.4、6.5，或这些数值中的任意二者之间的数值和范围)，温度20-60℃(例如，20℃、25℃、30℃、35℃、40℃、45℃、50℃、55℃、60℃，或这些数值中的任意二者之间的数值和范围)，搅拌转速60-120rpm(例如60rpm、70rpm、80rpm、90rpm、100rpm、110rpm、120rpm，或这些数值中的任意二者之间的数值和范围)，反应时间40-90min(例如40min、50min、60min、70min、80min、90min，或这些数值中的任意二者之间的数值和范围)。
13、在一些实施方案中，上述任一所述的方法中，步骤(2)中，所述酸溶液的加入时间为20-120min，终点ph值为4.5-6.5，保持温度为20-60℃；优选为，加入时间为30-60min(例如30min、40min、50min、60min，或这些数值中的任意二者之间的数值和范围)，加入终点ph值为4.9-6.0(例如，4.9、5.0、5.1、5.2、5.3、5.4、5.5、5.6、5.7、5.8、5.9、6.0，或这些数值中的任意二者之间的数值和范围)，保持温度为20-60℃(例如，20℃、25℃、30℃、35℃、40℃、45℃、50℃、55℃、60℃，或这些数值中的任意二者之间的数值和范围)。
14、在一些实施方案中，上述任一所述的方法中，步骤(2)中，所述老化反应的条件为：温度20-65℃，老化0.5-4h；优选为，温度20-60℃(例如，20℃、25℃、30℃、35℃、40℃、45℃、50℃、55℃、60℃，或这些数值中的任意二者之间的数值和范围)，老化40min-4h(例如，40min、50min、60min、1h、2h、3h、4h，或这些数值中的任意二者之间的数值和范围)。
15、在一些实施方案中，上述任一所述的方法中，所述铁盐和铜盐选自铁和铜的硝酸盐、硫酸盐中的一种或多种，优选为铁和铜的硝酸盐；
16、所述酸溶液为硝酸、甲酸、乙酸、硫酸中的一种或多种，优选为硝酸；
17、所述硅源为硅酸钾和/或硅溶胶；
18、所述硼源为硼酸、氧化硼、碳化硼、金属硼化物中的一种或多种，优选为硼酸；
19、所述钾盐为碳酸钾、碳酸氢钾、硝酸钾中的一种或多种，优选为硝酸钾；
20、所述锶源为硝酸锶、氢氧化锶中的一种或多种，优选为硝酸锶；
21、步骤(1)中，含有硅源的碳酸钠水溶液或氨水溶液可以是含有硅酸本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种费托合成铁基催化剂，其特征在于：所述催化剂中以质量计Fe:Cu:K:SiO2:B:Sr＝100:(0-10):(0.1-12):(5-50):(0.1-12):(0.1-18)。
2.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于：所述催化剂中以质量计Fe:Cu:K:SiO2:B:Sr＝100:(0.7-7.5):(0.7-8):(14-30):(0.7-11):(1.4-9)。
3.一种制备费托合成铁基催化剂的方法，包括如下步骤：
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：步骤(1)中，所述共沉淀反应的条件为：pH值4.5-7.5，温度20-60℃，搅拌转速60-120rpm，反应时间20-180min。
5.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于：步骤(2)中，所述酸溶液的加入时间为20-120min，终点pH值为4.5-6.5，保持温度为20-60℃。
6.根据权利要求3-5任一项所述的方法，其特征在于：步骤(2)中，老化反应的条件为：温度20-65℃，老化0.5-4h。
7.根据权利要求3-6任一项
8.根据权利要求3-7任一项所述的方法，其特征在于：所述铁盐、铜盐、钾盐、硅源、硼源和锶源的加入量使得得到的费托合成铁基催化剂中以质量计Fe:Cu:K:SiO2:B:Sr＝100:(0-10):(0.1-12):(5-50):(0.1-12):(0.1-18)，优选为100:(0.7-7.5):(0.7-8):(14-30):(0.7-11):(1.4-9)。
9.权利要求1或2所述的费托合成铁基催化剂和/或权利要求3-8任一项所述的方法制备得到的费托合成铁基催化剂在合成气制备烃化合物中的应用。
10.一种合成气经费托合成制备烃化合物的方法，包括如下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种费托合成铁基催化剂，其特征在于：所述催化剂中以质量计fe:cu:k:sio2:b:sr＝100:(0-10):(0.1-12):(5-50):(0.1-12):(0.1-18)。
2.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于：所述催化剂中以质量计fe:cu:k:sio2:b:sr＝100:(0.7-7.5):(0.7-8):(14-30):(0.7-11):(1.4-9)。
3.一种制备费托合成铁基催化剂的方法，包括如下步骤：
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：步骤(1)中，所述共沉淀反应的条件为：ph值4.5-7.5，温度20-60℃，搅拌转速60-120rpm，反应时间20-180min。
5.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于：步骤(2)中，所述酸溶液的加入时间为20-120min，终点ph值为4.5-6.5，保持温度为20-60℃。
6.根据权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员：程萌，林泉，张魁，武鹏，李为真，常海，赵华博，张笑宇，吕毅军，门卓武，
申请(专利权)人：国家能源投资集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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