一种费托合成方法，以合成气为原料，在钴基费托合成催化剂的作用下进行费托合成反应，反应条件如下：反应温度为180~250℃，反应压力为1.0~4.0MPa，合成气中H2/CO=1～3（摩尔比），气体体积空速为600~2500h-1，所述的钴基费托合成催化剂中含有钙钛矿结构ABO3-y的复合金属氧化物，其中A为稀土金属和/或碱土金属，B为过渡金属，y为复合氧化物中存在的氧空位的摩尔数。针对现有技术的不足，本发明专利技术公开一种费托合成方法。该费托合成方法具有甲烷选择性低、液态烃产物中柴油馏分含量高、能够长周期稳定运转等优点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及，具体地说涉及一种液态烃产物中柴油馏分含量高、甲烷选择性低的费托合成方法。
技术介绍
液体燃料是现代社会赖以运转的血液，它主要是通过原油炼制、加工来生产的。近年来，由于对原油供给前景的担忧造成了液体燃料价格持续上涨，同时液体燃料的大量使用也带了严重的环境污染问题，建立可持续的清洁液体燃料生产方法是解决上述两个问题的有效手段。费托合成工艺是指将煤、天然气、生物质等含碳资源先转化为合成气(CO和 H2的混合物)，再将合成气在催化剂上聚合为气态、液态和固态烃的过程，后面的合成气聚合反应过程被称为费托合成反应(Fischer-Tropsch Synthesis)。费托合成制备的液态烃经过加氢提质后，具有与石油炼制生产的液体燃料相同的性质。由于煤、天然气的已知贮量远大于石油的探明贮量，生物质是一种可再生的资源，因此费托合成工艺可以在较长的时间内为社会提供充足的以汽油和柴油等为代表的液体燃料，是理想的生产替代石油燃料的技术。费托反应是在催化剂上进行的，具有优异性能的催化剂(高活性、高选择性、高稳定性)是实现高效费托合成工艺的技术保障。催化剂活性高，能够提高反应装置的单位生产率，选择性高可以提高反应原料的利用率，稳定性高有利于维持反应装置的满负荷运转、减少非正常停车。在对费托反应的长期研究中发现:镍、钌、铁和钴具有费托反应活性。镍基催化剂在费托反应条件下，会产生太多的甲烷，同时自身易于生成挥发性的羰基镍而从反应器中流失，难以实现工业应用。钌是已知的最活泼的费托反应催化剂，但它的高昂价格和有限的贮量阻碍了它在工业费托装置上的使用，它一般是以助剂形式添加到铁基和钴基催化剂中、改善它们的反应性能。只有铁基和钴基催化剂被成功地使用于费托合成工业。铁基催化剂和钴基催化剂在反应性能上有着较大差别。铁基催化剂可以具有很高的反应活性，但研究[Fuel 76 (1997) 273.]发现随着CO 转化率升高，发生反应的CO以更高的比例转化为CO2而不是烃，即生成烃的选择性随着CO 转化率升高而下降。为了获得较高的烃产率，铁基催化剂被认为适宜以较低的CO单程转化率工作，通过反应尾气循环进行二次反应方式达到高的CO总转化率(合成气利用率)和高的烃选择性，但这种工作方式增加了尾气分离、气体循环压缩等工作量及相应的能耗，限制了费托合成工艺的总效率提高。与铁基催化剂反应性能形成对照的是钴基催化剂，它的性能受费托反应中生成水的影响较少，由于它的水汽变换活性很弱，合成气中的CO主要是转化为烃。所以，使用钴基催化剂的费托合成工艺能够以高的单程转化率方式工作，可以省却对反应尾气压缩循环的操作，缩短了工艺流程，有利于提高费托合成工艺的总效率。US6765026B2公开了一种应用特殊催化剂进行催化的费托合成方法。该方法采用的催化剂前驱体为一种铁族(尤其是钴)金属的可溶化合物或盐和钼的可溶化合物或盐。将前驱体与羟基烃基胺或氢氧化铵的溶液接触，得到一种特殊的催化剂，使C5+烃类选择性达到 58%~80%。CNlO 1224430A报道了一种疏水有机物改性钴基费托合成催化剂，贵金属和钴负载到二氧化硅载体上，然后进行有机改性。其中当贵金属采用Pt时，催化剂体系 15%Co0.8%Pt/Si02，有机改性试剂采用二甲基二乙氧基硅烷改性，在加压固定床上，反应条件为 230。。，1.0MPa, 1000tr1 (V/V), H2/C0=3/l, CO 的转化率为 72.7%。CN200810039490.0公开了一种用于费托合成的沉淀铁钴催化剂，该催化剂的组成包括:元素铁、元素钴2~50g/100gFe,元素钾1~10g/100gFe以及以二氧化娃重量计的含硅氧物质5~lOOg/lOOgFe。制备方法为将沉淀剂加入含铁溶液和含钴溶液的混合溶液，待沉淀老化24h后，洗涤过滤，获得含铁钴的共沉淀滤饼，将去离子水加入滤饼中，打浆使其均匀，在不断匀速搅拌下加入二氧化硅粉末和碳酸钾粉末，或者加入二氧化硅粉末和硅酸钾胶体，混合均匀，将所制得催化剂浆料干燥、焙烧，即得到所述沉淀铁钴催化剂，其重量比组成为Fe: Co: K: SiO2 = 100: 2~50: 1~10: 5~100。所述催化剂浆料的焙烧温度为400~500°C、焙烧时间为2~6小时。该方法同样具有较高的气体转化率。综上所述，钴基费托合成方法相比费托合成方法而然，在合成气的转化率及降低二氧化碳的选择性上具有明显的优势，但是在高转化率的同时也存在着液态烃产物分布比较分散，碳链过长石蜡组分偏多，甲烷的选择性高等问题；不利于后续的加工利用，这些问题的解决能够进一步提高钴基费托合成方法的应用及推广。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术公开。该费托合成方法具有甲烷选择性低、液态烃产物中柴油馏分含量高、能够长周期稳定运转等优点。，以合成气为原料，在钴基费托合成催化剂的作用下进行费托合成反应，反应条件如下:反应温度为18(T 250°C，反应压力为l.(T4.0 MPa，合成气中比/ CO=1~3 (摩尔比)，气体体积空速为600150(?'所述的钴基费托合成催化剂中含有钙钛矿结构AB03_y的复合金属氧化物，其中A为稀土金属和/或碱土金属，B为过渡金属，y为复合氧化物中存在的氧空位的摩尔数。本专利技术费托合成方法中，所述的含有钙钛矿结构AB03_y的复合金属氧化物钴基费托合成催化剂采用如下的还原方法，首先在氢气气氛下于300°C -400°C下还原3-5h，然后在C1-C3的低碳烷烃气氛下于500°C _700°C下还原0.5-1.5h。采用该还原方式能够明显降低费托合成产物中甲烷的选择性，提高稳定运转周期。本专利技术费托合成方法中，所述的含有钙钛矿结构AB03_y的复合金属氧化物钴基费托合成催化剂中含有重量含量为10-80%，优选25-60% (不包含复合氧化物中的过渡金属钴)的活性组分钴及重量含量为10-70%，优选20%-60%的具有钙钛矿结构的复合金属氧化物。本专利技术费托合成方法中，所述的含有钙钛矿结构AB03_y的复合金属氧化物钴基费托合成催化剂中还可以含有重量含量为0.1-15%的金属助剂。所述的助剂为现有技术中所用的各种费托合成金属助剂，如锆、钾、钌、钼、镍、钥、铜、锌、铬、钒、钛、钥、锆中的一种或几种。本专利技术费托合成方法中，所述的含有钙钛矿结构AB03_y的复合金属氧化物钴基费托合成催化剂中具有钙钛矿结构的AB03_y的复合金属氧化物中B为至少包括钴的过渡金属，钴与其余过渡金属的摩尔比不低于3:1，优选不低于4:1。本专利技术费托合成方法中，所述的含有钙钛矿结构AB03_y的复合金属氧化物钴基费托合成催化剂由活性组分钴、具有钙钛矿结构的复合金属氧化物BaMcvx COx03_y (其中，0.85<x< 0.95)及金属助剂钾组成。此费托合成催化剂与反应工艺相结合能够明显提高产物中柴油馏分含量。本专利技术费托合成方法中，所述的含有钙钛矿结构AB03_y的复合金属氧化物钴基费托合成催化剂中包括具有钙钛矿结构的复合金属氧化物的制备和活性组分钴及金属助剂负载过程。本专利技术费托合成方法中，所述的含有钙钛矿结构AB03_y的复合金属氧化物钴基费托合成催化剂中所述的具有钙钛矿结构的复合金属氧化物本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种费托合成方法，其特征在于：以合成气为原料，在钴基费托合成催化剂的作用下进行费托合成反应，反应条件如下：反应温度为180~?250℃，反应压力为1.0~4.0?MPa，合成气中H2/CO=1～3（摩尔比），气体体积空速为600~2500h?1，所述的钴基费托合成催化剂中含有钙钛矿结构ABO3?y的复合金属氧化物，其中A为稀土金属和/或碱土金属，B为过渡金属，y为复合氧化物中存在的氧空位的摩尔数。
【技术特征摘要】
1.一种费托合成方法，其特征在于:以合成气为原料，在钴基费托合成催化剂的作用下进行费托合成反应，反应条件如下:反应温度为18(T 250°C，反应压力为l.(T4.0 MPa, 合成气中H2/C0=1~3(摩尔比)，气体体积空速为600150(?'所述的钴基费托合成催化剂中含有钙钛矿结构AB03_y的复合金属氧化物，其中A为稀土金属和/或碱土金属，B为过渡金属，y为复合氧化物中存在的氧空位的摩尔数。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于:所述的含有钙钛矿结构AB03_y的复合金属氧化物钴基费托合成催化剂采用如下的还原方法，首先在氢气气氛下于300°C -400°C下还原3-5h，然后在C1-C3的低碳烷烃气氛下于500°C -700°C下还原0.5-1.5h。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于:所述的含有钙钛矿结构AB03_y的复合金属氧化物钴基费托合成催化剂中含有重量含量为10- 80%的活性组分钴及重量含量为 10-70%的具有钙钛矿结构的复合金属氧化物。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于:所述的含有钙钛矿结构AB03_y的复合金属氧化物钴基费托合成催化剂中含有重量含量为25-60%的活性组分钴及重量含量为 20%-60%的具有钙钛矿结构的复合金属氧化物。5.根据权利要求1或3所述的方法，其特征在于:所述的含有钙钛矿结构AB03_y的复合金属氧化物钴基费托合成催化剂中含有重量含量为0.1-15%的金属助剂，所述助剂包括锆、钾、钌、钼、镍、钥、铜、锌、铬、银、钛、钥、错中的一种或几种。6.根据权利要求1或3所述的方法，其特征在于:所述的含有钙钛矿结构AB03_y的复合金属氧化物钴基费托合成催化剂中具有钙钛矿结构的AB03_y的复合金属氧化物中B为至少包括钴的过渡金属，钴与其余过渡金属的摩尔比不低于3:1，优选不低于4:1。7.根据权利要求1或3所述的方法，其特征在于:所述的含有钙钛矿结构AB03_y的复合金属氧化物钴基费托合成催化剂由活性组分钴、具有钙钛矿结构的复合金属氧化物 BaMcvxCoxCVy (其中，0.85〈x〈 0.95)及金属助剂钾组成。8.根据权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员：桂兴华，姜蕊，
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抚顺石油化工研究院，
类型：发明
国别省市：
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