0053] 所述費托合成催化劑的表面積為201m2/g-220m2/g,磨損率為8% -12%,Cl含量小 于 Ippm0
[0054] 上述費托合成催化劑在費托合成反應(yīng)中的應(yīng)用也屬于本發(fā)明的保護范圍。
[0055] 當所述費托合成催化劑用于固定床費托合成反應(yīng)時,固定床反應(yīng)條件為:溫度為 230°C _300°C,空速為 1000-2000011'壓力為 0· 1-5. 5MPa,原料氣 H2/C0 = 1. 5-2. 5,尾氣循 環(huán)比為2。
[0056] 當所述費托合成催化劑用于漿態(tài)床費托合成反應(yīng)時,漿態(tài)床反應(yīng)條件為:溫度為 230°C _280°C,空速為 1000-2000011'壓力為 0· 1-5. 5MPa,原料氣 H2/C0 = 1. 5-2. 5,尾氣循 環(huán)比為2。
[0057] 所述費托合成催化劑在用于固定床或漿態(tài)床費托合成反應(yīng)前,還需要進行活化預(yù) 處理。
[0058] 所述活化預(yù)處理的條件為:溫度為230-450 °C,空速為lOOO-SOOOh-1,壓力為 0· 1-5. 5MPa,合成氣 H2/C0 = 0-1000 (不為 0),時間為 10h-60h。
[0059] 本發(fā)明所提供的鐵基催化劑在230~300°C的反應(yīng)溫度下具有高的反應(yīng)活性,優(yōu) 良的穩(wěn)定性,以及良好的抗磨損性能。所制備的催化劑具有廣泛的適應(yīng)性,可用作固定床、 漿態(tài)床反應(yīng)器(但不僅限于)的費托合成催化劑。
[0060] 與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明具有如下優(yōu)點:
[0061] (1)本發(fā)明提供的3102前驅(qū)體的生產(chǎn)方法新穎,工藝簡單,易于大規(guī)模生產(chǎn);
[0062] (2)本發(fā)明提供的催化劑的制備方法實用性強,以活性硅酸代替?zhèn)鹘y(tǒng)硅溶膠為硅 源時,前驅(qū)體質(zhì)量穩(wěn)定、可控,能夠顯著提升催化劑的質(zhì)量穩(wěn)定性,大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)時,避免 了因為原料SiO 2性質(zhì)的改變導(dǎo)致催化劑的質(zhì)量不達標;
[0063] (3)本發(fā)明生產(chǎn)的SiO2前驅(qū)體中雜質(zhì)Cl離子含量可控,大大低于商業(yè)硅溶膠中雜 質(zhì)Cl離子的含量;
[0064] (4)本發(fā)明通過活性硅酸制得的SiO2與鐵物種混合充分,所得催化劑分散性好,比 表面積高,避免了因為硅溶膠中膠粒尺寸太大帶來的負面影響;
[0065] (5)本發(fā)明提供的催化劑在漿態(tài)床和固定床反應(yīng)過程中,能夠顯著提高反應(yīng)活 性;
[0066] (6)本發(fā)明所提供的催化劑具有很高的機械強度,特別適合于較高溫度下(230~ 300 °C )的費托合成反應(yīng)。
[0067] (7)本發(fā)明提供的催化劑在漿態(tài)床或固定床反應(yīng)器操作過程中,反應(yīng)烴產(chǎn)物明顯 向中等碳數(shù)C 5以上)偏移,但甲烷選擇性比現(xiàn)有低溫漿態(tài)床工藝更低,可控制在3wt %以 內(nèi),催化劑與產(chǎn)物分離容易。
[0068] 本發(fā)明以活性硅酸代替商業(yè)硅溶膠為硅源制備催化劑,可以有效解決鐵物種和 Si022間混合不均勻的難題,該方法操作簡便,成本低廉,非常適用于商業(yè)化費托合成催化 劑的制備。
【具體實施方式】
[0069] 下面通過具體實施例對本發(fā)明進行說明,但本發(fā)明并不局限于此。
[0070] 下述實施例中所使用的實驗方法如無特殊說明,均為常規(guī)方法;下述實施例中所 用的試劑、材料等,如無特殊說明,均可從商業(yè)途徑得到。
[0071] 實施例1
[0072] 稱取19. 8公斤娃酸鉀配制得到10wt%的娃酸鉀溶液,在流速為25mL/min的條件 下通過pH值為6-7的001X7強酸性苯乙烯系陽離子交換樹脂,制得pH = 5-6的硅酸溶 液,將此硅酸溶液在流速為20mL/min的條件下通過pH值為8-9的201 X 7強堿性苯乙烯系 陰離子交換樹脂,得到SiO2濃度為5%的活性硅酸溶液112公斤;向所述活性硅酸溶液中 加入0. 85公斤九水合硝酸鐵(SiOjP Fe的質(zhì)量比為100:1. 97),充分溶解,在80°C下老化 5h,將211. 75公斤九水合硝酸鐵溶解后加入,得到含F(xiàn)e的老化活性硅酸溶液;然后再加入 到混合硝酸鹽溶液(稱取三水合硝酸銅5. 7公斤、50wt%硝酸錳溶液35. 8公斤溶于去離子 水中,制得濃度為25. 92wt%混合硝酸鹽溶液,其組成為:Mn:Cu = 19. 64:5. 35)中,充分攪 拌均勻;取濃度為19. 6wt %的氨水溶液,預(yù)熱至20°C,在攪拌狀態(tài)下于50°C、pH值為9. 0下 連續(xù)并流共沉淀;沉淀后老化120分鐘,洗滌至漿液中硝酸銨含量小于0. 5wt%、過濾得到 固含率為51. 2wt%的濾餅;向濾餅中添加5L的去離子水和5. 66公斤的醋酸鉀;充分打漿 后,調(diào)節(jié)漿料pH為5. 2、固含率為38. 20wt %,噴霧干燥,控制進風溫度為180°C、出風溫度為 90°C。將干燥后的催化劑前驅(qū)體在550°C下焙燒4小時,得到費托合成催化劑,重量組成為 Fe :M(Mn :Cu = 19. 6 :5. 3) :K :Si02= 100 :24. 9 :8. 0 :20,該催化劑記為 B。
[0073] 對比例
[0074] 稱取九水合硝酸鐵212. 6公斤(鐵為27. 99公斤)、三水合硝酸銅5. 7公斤(銅 為I. 5公斤)、50wt%硝酸錳溶液35. 8公斤(錳為5. 5公斤)溶于去離子水中,制得濃度 為25. 92wt%混合硝酸鹽溶液備用,其組成為:Fe :Mn :Cu = 100 :19. 6 :5. 3 ;稱取30.0 wt% 的市售硅溶膠(青島海洋化工有限公司)18. 6公斤,加入到上述硝酸鹽溶液中,充分攪拌均 勻;取一定量濃度為19. 6wt%的氨水溶液,預(yù)熱至20°C,在攪拌狀態(tài)下于50°C、pH值為9. 0 下連續(xù)并流共沉淀;沉淀后老化120分鐘,洗滌至漿液中硝酸銨含量小于0. 5wt%、過濾得 到固含率為51. 2wt%的濾餅;向濾餅中添加5L去離子水和5. 66公斤的醋酸鉀(鉀為2. 25 公斤);充分打漿后,調(diào)節(jié)漿料pH為5. 2、固含率為38. 20wt%,噴霧干燥,控制進風溫度為 180°C、出風溫度為90°C。取干燥后的催化劑在550°C下焙燒4小時,得到費托合成催化劑, 重量組成為 Fe :M(Mn :Cu = 19. 6 :5. 3) :K !SiO2= 100 :24. 9 :8. 0 :20 該催化劑記為 A。
[0075] 實施例2
[0076] 稱取19. 8公斤娃酸鉀配制得到10wt%的娃酸鉀溶液,在流速為25mL/min的條件 下通過pH值為6-7的001 X 7強酸性苯乙烯系陽離子交換樹脂,制得pH = 5-6的硅酸溶液, 將此硅酸溶液在流速為20mL/min的條件下通過pH值為8-9的201 X 7強堿性苯乙烯系陰 離子交換樹脂,得到SiO2濃度為5%的活性硅酸溶液112公斤;將212. 6公斤九水合硝酸鐵 溶解后加入到所述活性硅酸溶液中得到混合溶液1,將所述混合溶液1在30°C下老化2h,得 到含F(xiàn)e的老化活性硅酸溶液如0 2和Fe的質(zhì)量比為20:100);在所述含F(xiàn)e的老化活性硅 酸溶液中加入預(yù)先準備好的混合硝酸鹽溶液(稱取三水合硝酸銅5. 7公斤、50wt%硝酸錳 溶液35. 8公斤溶于去離子水中,制得濃度為25. 92wt%混合硝酸鹽溶液,其組成為:Mn:Cu =19.6:5. 3),充分攪拌均勻;取一定量濃度為19. 6wt %的氨水溶液,預(yù)熱至20°C,在攪拌 狀態(tài)下于50°C、pH值為9. 0下連續(xù)并流共沉淀;沉淀后老化120分鐘,洗滌至漿液中硝酸 銨含量小于〇. 5wt%、過濾得到固含率為51. 2wt%的濾餅;向濾餅中添加5L的去離子水和 5. 66公斤的醋酸鉀;充分打漿后,調(diào)節(jié)漿料pH為5. 2、固含率為38. 20wt %,噴霧干燥,控制 進風溫度為180°C、出風溫度為90°C。取干燥后的催化劑前驅(qū)體在550°C下焙燒4小時,得 到費托合成催化劑,組成為 Fe :M(Mn :Cu = 19. 6 :5. 3) :K !SiO2= 100 :24. 9 :8. 0 :20,該催 化劑記為C。
[0077] 實施例3
[0078] 稱取19. 8公斤娃酸鉀配制得到10wt%的娃酸鉀溶液,在流速為25mL/min的條件 下通過pH值為6-7的001 X 7強酸性苯乙烯陽離子交換樹脂,制得pH = 5