本发明专利技术公开了一种铁基催化剂及其制备方法。该方法包括如下步骤：将过氧化氢溶液加入至Fe金属粉末或Fe-M合金粉末中，然后经球磨得到粉末；所述粉末经干燥即得所述铁基催化剂。本发明专利技术提供的铁基催化剂在270～350°C（如在270～300°C）的反应温度下具有高的反应活性，优良的稳定性，以及优良的抗磨损性能，其磨损率低于6%。所制备的催化剂具有广泛的适应性，可用作固定床、浆态床和流化床反应器的费托合成催化剂。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及。
技术介绍
费托合成反应是指将煤、生物质等含碳物质气化制得的合成气转化为烃类的过程。由于石油资源的日益耗竭，费托合成技术受到了广泛的重视。费托合成过程常用的催化剂包括Fe、Co、Ru等。其中Ru由于其昂贵的价格不适合于工业化应用。Fe和Co是仅有的适合于工业化的两种费托合成催化剂。传统的费托合成催化剂的制备方法包括共沉淀法、浸溃法和熔融法。共沉淀法是指将活性组分和助剂在溶液的状态下混合均匀，混合溶液与碱溶液(如氨水溶液，碳酸钠溶液，氢氧化钠溶液等)通过正加、反加或并流的方式混合使活性组分与助剂同时沉淀。该制备方法的特点是活性组分和助剂混合均匀，催化剂性能的可调性较强，缺点是工艺路线复杂，影响因素众多，催化剂质量较难控制，沉淀后的浆料需要洗涤从而产生大量废水，同时所制催化剂的抗磨损强度较低。美国专利USP4617288和USP4686313公开了共沉淀法制备FeCuK催化剂。美国专利USP5100556公开了一种组成FeZnCuK催化剂的制备方法，该方法中将Fe和Zn共沉淀,干燥后浸溃K助剂和Cu助剂。采用浸溃法制备催化剂主要是为了降低贵金属的使用量。制备过程中将活性组分和助剂按照一定的顺序浸溃于具有较大比表面积的载体上(如氧化硅载体或氧化铝载体)。中国专利公开CN1433456A提供了一种浸溃法制备Co基催化剂的方法。熔融法一般用于Fe催化剂，方法为将氧化铁和助剂机械混合后加热至熔融温度，铁与助剂在熔融状态下混合均匀，之后按照一定的降温程序降至室温得到催化剂。熔融法制备的催化剂具有很高的抗磨损能力，`适用于高温流化床反应器。该制备方法需要将金属氧化物加热至熔融温度(大于1000度)，制备过程十分耗能。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种用于费托合成反应的铁基催化剂及其制备方法，该方法工艺路线简单，原料价格低廉，制备过程无需高温处理，无废液产生，所提供的催化剂活性较高，同时具有优良的抗磨损性能。本专利技术所提供的一种铁基催化剂的制备方法，包括如下步骤:将过氧化氢溶液加入至Fe金属粉末或Fe-M合金粉末中，然后经球磨得到粉末；所述粉末经干燥即得所述铁基催化剂。上述的制备方法中，所述？6_] 合金粉末中，]\1可选自]\10、]\111、0、1、￥、祖、(:11和Si中至少一种；所述Fe与所述M的质量比可为100:0 400,但所述M的量不为零,具体可为100:33^160,100:33,100:43,100:53 或 100:160。上述的制备方法中，所述Fe金属粉末或所述Fe-M合金粉末具体可通过筛分或破碎的方式制备；所述Fe金属粉末或所述Fe-M合金粉末的粒径可为0.1 1000微米，如I 100微米、10 1000微米或10 500微米,所述Fe金属粉末或所述Fe-M合金粉末既可以来源于冶金工业的直接合成，也可以由块状金属或块状合金粉碎后制得。上述的制备方法中，所述过氧化氢溶液的质量浓度可为10% 50%，具体可为10%、20%、40% 或 50%。上述的制备方法中，所述Fe金属粉末或所述Fe-M合金粉末与所述过氧化氢溶液的质量比可为 100:10 100，具体可为 100:10 80,100:25 60,100:10,100:25,100:60,100:80 或 100:100。上述的制备方法中，所述球磨采用直径为3!Omm的球磨介质,如选择错球等耐磨介质，所述球磨介质的填充量可为所采用的球磨机料筒体积的20% 50%，具体可为20%、40%或50%，所述球磨的时间为l 6h，具体可为lh、2h、3h、5h或6h。上述的制备方法中，所述干燥的温度可为100 300° C，具体可为100° C、150° C、250° C或300° C，所述干燥的时间可为2 12h，具体可为3h、5h、8h或12h。本专利技术还提供了由上述方法制备得到的铁基催化剂； 所述铁基催化剂可为粒径为10 200微米的粉末状或粒径为25(T400微米的颗粒状，该催化剂的抗磨损性能优良，其磨损率低于6%。本专利技术提供的粉末状铁基催化剂适于用作浆态床反应器和流化床反应器的费托合成催化剂；本专利技术提供的颗粒状铁基催化剂适于用作固定床反应器的费托合成催化剂。本专利技术提供的铁基催化剂在270 350° C (如在270 300° C)的反应温度下具有高的反应活性，优良的稳定性，以及优良的抗磨损性能，其磨损率低于6%。所制备的催化剂具有广泛的适应性，可用作固定床、浆态床和流化床反应器的费托合成催化剂。与现有技术相比，本专利技术具有如下优点:(I)本专利技术提供的制备方法新颖，工艺简单，易于大规模生产。(2)本专利技术提供的制备方法中所用原料较少，且价格较低，制备过程无三废产生，所制备的催化剂成本低廉。(3)本专利技术提供的催化剂在浆态床和流化床反应过程中，具有十分优良的抗磨损性能。(4)本专利技术所提供的催化剂具有强的抗烧结能力，适合于较高温度下(270 350° C)的费托合成反应。具体实施例方式下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。实施例1、制备铁基催化剂A将金属Fe粉末筛分至I 100微米，取筛分后样品5kg加入至球磨机内，取浓度为40%的H2O2溶液0.5kg加入至球磨机内，球磨机中加入直径为3 IOmm的锆球，其体积为球磨机料筒体积的40%。启动球磨机球磨lh，球磨后的样品置于100° C的烘箱中干燥3h得到成品催化剂，该催化剂在15.0MPa下压片，再破碎至250 400微米，得到颗粒状铁基催化剂，记为A。将该实施例制备的铁基催化剂A在固定床反应器中催化费托合成反应，反应温度为290° C，其它反应条件和反应结果如表I中数据所示。实施例2、制备铁基催化剂B取Fe和Cu的质量比为100:43的Fe-Cu合金粉末筛分至I 100微米，取筛分后样品2kg加入至球磨机内，取浓度为20%的H2O2溶液0.5kg加入至球磨机内，球磨机中加入直径为3 IOmm的锆球，其体积为球磨机料筒体积的20%。启动球磨机球磨2h，球磨后的样品置于250° C的烘箱中干燥5h得到成品催化剂，该催化剂在15.0MPa下压片，再破碎至250 400微米，得到颗粒状铁基催化剂，记为B。将该实施例制备的铁基催化剂B在固定床反应器中催化费托合成反应，反应温度为280° C，其它反应条件和反应结果如表I中数据所示。实施例3、制备铁基催化剂C取Fe和Mn的质量比为100:160的Fe-Mn合金粉末筛分至10 1000微米，取筛分后样品5kg加入至球磨机内，球磨机中加入直径为3 IOmm的锆球，其体积为球磨机料筒体积的40%。取浓度为40% 的H2O2溶液4kg加入至球磨机内，启动球磨机球磨3h，球磨后的样品置于150° C的烘箱中干燥8h得到成品催化剂，筛分得到10 200微米的粉末状铁基催化剂，记为C。将该实施例制备的铁基催化剂C在浆台床反应器中催化费托合成反应，反应温度为270° C，其它反应条件和反应结果如表I中数据所示。实施例4、制备铁基催化剂D取Fe和Si的质量比为100:50的Fe-Si合金粉末筛分至I 100微米，取筛分后样品5kg加入至球磨机内，取浓度为40%的H2O2溶本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种铁基催化剂的制备方法，包括如下步骤：将过氧化氢溶液加入至Fe金属粉末或Fe?M合金粉末中，然后经球磨得到粉末；所述粉末经干燥即得所述铁基催化剂。
【技术特征摘要】
1.一种铁基催化剂的制备方法，包括如下步骤: 将过氧化氢溶液加入至Fe金属粉末或Fe-M合金粉末中，然后经球磨得到粉末；所述粉末经干燥即得所述铁基催化剂。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于:所述Fe-M合金粉末中，M选自Mo、Mn、Cr、W、V、N1、Cu 和 Si 中至少一种； 所述Fe与所述M的质量比为100:0 400,但所述M的量不为零。3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于:所述Fe金属粉末或所述Fe-M合金粉末通过筛分或破碎的方式制备； 所述Fe金属粉末或所述Fe-M合金粉末的粒径为0.1 1000微米。4.根据权利要求1-3中任一项所述的制备方法，其特征在于:所述过氧化氢溶液的质量浓度为10% 50%。5.根据权利要求1-4中任一项所述的制备方法，其特征...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨勇，王洪，苏旭光，边定国，付子斌，李永旺，
申请(专利权)人：中科合成油淮南催化剂有限公司，
类型：发明
国别省市：
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