一种壳层分布的催化剂，含有载体和负载在该载体上的活性组分，其特征在于，所述活性组分在壳层内的分布满足：R1≥R2≥R3，且R1≠R3，式中，从催化剂颗粒外边沿起，R1为壳层厚度沿径向的六分之一处的活性组分的含量，R2为壳层厚度沿径向的六分之三处的活性组分的含量，R3为壳层厚度沿径向的六分之五处的活性组分的含量。本发明专利技术提供催化剂活性高、C5+选择性好，特别适合用于以生产中、重质链烷烃为目的的费托合成反应。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种催化剂及其制备方法，更具体地说涉及一种活性组分壳层分布的催化剂及其制备方法。
技术介绍
在固定床反应器中，扩散控制对催化性能的影响难以避免。例如，费托合成反应是一种气-固-液多相反应体系，其中，H2的扩散速度比CO快，CO在催化剂颗粒内的扩散限制作用明显强于H2。此外，催化剂颗粒的粒径不同，会导致颗粒内部CO浓度梯度的差异，影响CO与金属活性中心位的结合，使得在活性中心上吸附的Η/C比增大，使碳链增长几率降低，降低了 C5+的选择性。现有技术中常通过催化剂设计，试图消除或降低这种影响。US4522939公开了一种通过混捏和/或浸溃制备催化剂的方法，所述催化剂组成为:每IOOpbw (重量分数)的载体含有3-60pbw的钴和0.1-1OOpbw的至少一种选自锆，钛或铬的其它金属，所述载体选自氧化硅，氧化铝或氧化硅-氧化铝，其特征在于所述催化剂的L和S满足(3+4R) > (L/S) > (0.3+0.4R)。其中，L代表钴在催化剂中的总含量(单位为mgCo/mL)，S代表催化剂的比表面积(单位为m2/mL)，R代表由混捏引入催化剂中钴的量与催化剂中钴的总量的重量比，当催化剂由浸溃法制备时R = O。当所述制备方法使催化剂满足关系式:(3+4R) > (L/S) > (0.3+0.4R)时，催化剂的活性和C5+选择性最高。US4599481公开了一种由一氧化碳与氢催化反应生产烃的方法，该方法包括在125-350°C，压力5-100巴(bar)条件下将一氧化碳和氢与催化剂接触，所述催化剂含有载体和负载在该载体上的钴，所述钴在载体上的分布满足(Σ Vp/ Σ Vc) < 0.85，其中，Σ Vc代表催化剂颗粒的总体积，Σ Vp为催化剂中壳层体积。当在壳中钴的含量大约为90%时，催化剂有高的活性和选择性。该催化剂的制备方法是先用水处理载体，之后浸溃硝酸钴溶液，然后干燥和焙烧。CN101462079A公开了一种壳层分布催化剂制备方法,包括用含有效量活性金属组分的溶液浸溃载体，其特征在于，所述溶液中的溶剂为水、醇、醚、醛、酮中的一种或几种与至少一种表面活性剂组成的混合物，以溶液的总量为基准，所述表面活性剂的含量为0.01-10.00重量％，所述的浸溃满足:VL/VC = 0.01 0.99，其中，Vl为浸溃液体积，Vc为载体的孔体积。该专利技术提供的催化剂在确保活性金属组分在载体中的分布呈现明显的壳层分布特征的同时，活性金属组分在所述壳层中的分布更为均匀。现有技术表明，相对于活性组分径向呈均匀分布的催化剂而言，非均匀分布的如壳层分布(蛋壳型)的催化剂，由于扩散限制小，可显著地提高如费托合成这类反应中的C5+选择性，降低甲烷的选择性，更适合用于费托合成这类反应。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是在现有技术的基础上，提供一种性能得到进一步改善的活性金属组分呈壳层分布的催化剂及其制备方法。本专利技术涉及以下内容:1、一种壳层分布的催化剂,含有载体和负载在该载体上的活性组分,其特征在于，所述活性组分在壳层内的分布满足=R1 > R2 > R3，且R1古R3，式中，从催化剂颗粒外边沿起，R1为壳层厚度沿径向的六分之一处的活性组分的含量，R2为壳层厚度沿径向的六分之三处的活性组分的含量，R3为壳层厚度沿径向的六分之五处的活性组分的含量。2、根据I所述的催化剂，其特征在于，其中的R1A3 = 1.5 2，R1ZiR2 = I 1.5。3、根据I所述的催化剂，其特征在于，所述活性组分选自钴和/或铁，以氧化物计并以催化剂为基准，所述选自钴和/或铁的活性金属组分的含量为I 60重量％。4、根据3所述的催化剂，其特征在于，以氧化物计并以催化剂为基准，所述选自钴和/或铁的活性金属组分的含量为5 50重量％。5、根据4所述的催化剂，其特征在于，以氧化物计并以催化剂为基准，所述选自铁和/或钴金属组分的含量为12 30重量％。6、根据I或3所述的催化剂，其特征在于，所述载体选自氧化铝、氧化硅-氧化铝、硅酸铝、氧化硅、氧化钛、氧化锆、活性炭中的一种或几种。7、根据6所述的催化剂，其特征在于，所述载体为氧化铝。8、根据3所述的催化剂，其特征在于，所述催化剂中含有选自La、Zr、Ce、W、Cu、Mn、或K中的一种或几种的第一助剂金属组分，以元素计并以所述催化剂为基准，所述第一助剂金属组分的含量不超过10重量％。9、根据8所述的催化剂，其特征在于，所述第一助剂金属组分选自La、Zr、W或Mn中的一种或几种，以元素计并以所述催化剂为基准，所述第一助剂金属组分的含量不超过6重量％。10、根据3或8所述的催化剂，其特征在于，所述催化剂中含有选自Re、Ru、Rh、Pd、Os、Ir、Pt、Ag或Au中的一种或几种的第二助剂金属组分，以元素计并以所述催化剂为基准，所述第二助剂金属组分的含量不超过0.3重量％。11、根据10所述的催化剂，其特征在于，所述第二助剂金属组分选自Re、Ru、Pt或Au中的一种或几种，以元素计并以所述催化剂为基准，所述第二助剂金属组分的含量不超过0.15重量％。12、根据I所述的催化剂的制备方法，包括在载体上负载活性组分，其特征在于，所述在载体上负载活性组分的方法包括用含活性组分的溶液浸溃载体，所述的浸溃至少为2次,每次的浸溃满足:Π = 0.01 0.99,且η不同，η变化差值的绝对值为Δη =0.1 0.5，其中，η = VL/VC, Vl为浸溃液体积，Vc为载体的孔体积。13、根据12所述的方法，其特征在于，所述每次的浸溃满足:η = 0.1 0.6，n变化差值的绝对值为Λ n = 0.15 0.45。14、根据12所述的方法，其特征在于，所述溶液中的溶剂为水、醇、醚、醛、酮中的一种或几种与至少一种表面活性剂组成的混合物，以溶液的总量为基准，所述表面活性剂的含量为0.01 10重量％。15、根据14所述的方法，其特征在于，所述溶液中的溶剂为水与至少一种表面活性剂组成的混合物。16、根据14或15所述的方法，其特征在于，所述表面活性剂为离子型表面活性剂、非离子型表面活性剂和两性表面活性剂。17、根据16所述的方法，其特征在于，所述表面活性剂为非离子型表面活性剂。18、根据12所述的方法，其特征在于，所述活性组分为铁和/或钴，以氧化物计并以催化剂的为基准，所述活性组分的含量为I 60重量％。19、根据18所述的方法，其特征在于，以氧化物计并以催化剂的为基准，所述活性组分的含量为5 50重量％。20、根据19所述的方法，其特征在于，以氧化物计并以催化剂为基准，所述活性组分的含量为12 30重量％。21、根据12所述的方法，其特征在于，所述载体选自氧化铝、氧化硅-氧化铝、硅酸铝、氧化硅、氧化钛、氧化锆、活性炭中的一种或几种。22、根据21所述的方法，其特征在于，所述载体为氧化铝。23、根据12所述的方法，其特征在于，还包括向载体中引入选自La、Zr、Ce、W、Cu、Mn、或K中的一种或几种的第一助剂金属组分的步骤，以元素计并以所述催化剂为基准，所述第一助剂金属组分的含量不超过10重量％。24、根据23所述的方法，其特征在于，所述第一助剂金属组分选自La、Zr、W或Mn中的一种或本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种壳层分布的催化剂，含有载体和负载在该载体上的活性组分，其特征在于，所述活性组分在壳层内的分布满足：R1≥R2≥R3，且R1≠R3，式中，从催化剂颗粒外边沿起，R1为壳层厚度沿径向的六分之一处的活性组分的含量，R2为壳层厚度沿径向的六分之三处的活性组分的含量，R3为壳层厚度沿径向的六分之五处的活性组分的含量。
【技术特征摘要】
1.一种壳层分布的催化剂，含有载体和负载在该载体上的活性组分，其特征在于，所述活性组分在壳层内的分布满足=R1 ^R2 ^ R3，且R1幸R3，式中，从催化剂颗粒外边沿起，R1为壳层厚度沿径向的六分之一处的活性组分的含量，R2为壳层厚度沿径向的六分之三处的活性组分的含量，R3为壳层厚度沿径向的六分之五处的活性组分的含量。2.根据I所述的催化剂，其特征在于，其中的R^R3= 1.5 2，R1A2 = I 1.5。3.根据I所述的催化剂，其特征在于，所述活性组分选自钴和/或铁，以氧化物计并以催化剂为基准，所述选自钴和/或铁的活性金属组分的含量为I 60重量％。4.根据3所述的催化剂，其特征在于，以氧化物计并以催化剂为基准，所述选自钴和/或铁的活性金属组分的含量为5 50重量％。5.根据4所述的催化剂，其特征在于，以氧化物计并以催化剂为基准，所述选自铁和/或钴金属组分的含量为12 30重量％。6.根据I或3所述 的催化剂，其特征在于，所述载体选自氧化铝、氧化硅-氧化铝、硅酸铝、氧化硅、氧化钛、氧化锆、活性炭中的一种或几种。7.根据6所述的催化剂，其特征在于，所述载体为氧化铝。8.根据3所述的催化剂，其特征在于，所述催化剂中含有选自La、Zr、Ce、W、Cu、Mn、或K中的一种或几种的第一助剂金属组分，以元素计并以所述催化剂为基准，所述第一助剂金属组分的含量不超过10重量％。9.根据8所述的催化剂，其特征在于，所述第一助剂金属组分选自La、Zr、W或Mn中的一种或几种，以元素计并以所述催化剂为基准，所述第一助剂金属组分的含量不超过6重量％。10.根据3或8所述的催化剂，其特征在于，所述催化剂中含有选自Re、Ru、Rh、Pd、Os、Ir、Pt、Ag或Au中的一种或几种的第二助剂金属组分，以元素计并以所述催化剂为基准，所述第二助剂金属组分的含量不超过0.3重量％。11.根据10所述的催化剂，其特征在于，所述第二助剂金属组分选自Re、Ru、Pt或Au中的一种或几种，以元素计并以所述催化剂为基准，所述第二助剂金属组分的含量不超过0.15重量％。12.根据I所述的催化剂的制备方法，包括在载体上负载活性组分，其特征在于，所述在载体上负载活性组分的方法包括用含活性组分的溶液浸溃载体，所述的浸溃至少为2次，每次的浸溃满足:rI = 0.01 0.99,且η不同，η变化差值的绝对值为Δ ...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙霞，侯朝鹏，夏国富，刘斌，吴玉，李明丰，吴昊，胡志海，聂红，李大东，
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：
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