[发明专利]一种改性γ-氧化铝载体及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种改性γ‑氧化铝载体及其制备方法和应用，该改性γ‑氧化铝载体中含有0.5～5wt％的稀土金属元素和0.5～4wt％的助剂元素，稀土金属元素选自La、Ce、Y、Sm或Gd的一种或几种，助剂元素选自Si、Zr或Ti的一种或几种；该改性γ‑氧化铝载体是以铝盐溶液、稀土金属盐溶液和碱性溶液为原料，连续并流在pH在6.0～9.0之间沉淀反应，反应结束将pH值调整到4.0～6.0，加入适量助剂元素的有机化合物，然后提温老化，过滤水洗，再次成浆，喷雾干燥成型，焙烧得到。本发明方法的改性γ‑氧化铝载体，用于浆态床费托合成钴基催化剂时，具有较高的反应活性和较低的甲烷选择性，催化剂稳定性能较好。

技术领域

本发明涉及γ-氧化铝的改性，尤其是涉及一种浆态床费托合成钴催化剂负载所用的改性γ-氧化铝载体及其制备方法和应用。

背景技术

费托合成是将煤、天然气、石油焦等含碳资源制得的合成气(CO+H2)转化成液体燃料的过程，是CTL和GTL工艺中的重要技术，其关键问题之一是催化剂选择性的调控，即抑制甲烷生成和提高馏分油含量。费托合成催化剂的活性组分主要有Fe、Co、Ni、Ru、Rh等，但到目前为止，应用于工业化生产的只有铁基和钴基费托合成催化剂。相比铁基催化剂，钴基催化剂低温F-T合成反应活性高，重质烃选择性好，水煤气变换反应活性低，也符合CO2减排等国际趋势，反应过程稳定且不易积炭，使用寿命更长，因而成为该领域的研究热点，被认为是今后费托合成中极具发展前景的催化剂。目前，世界各大煤化工企业、石油公司及催化剂厂商均投入巨大的人力物力开发钴基催化剂。各种助剂元素对费托合成催化剂的活性和稳定性有着重要的作用，而载体以SiO2、TiO2、Al2O3、活性炭等为主。

负载载体的比表面积、酸碱性、孔结构、强度以及载体与活性金属间的相互作用等都是影响费托合成钴催化剂活性和稳定性的重要因素。γ-Al2O3由于其较好的耐磨性能，是一种适用于浆态床钴基费托合成催化剂的良好载体，但是在浸渍法制备催化剂过程中，由于高负载量的要求，使得浸渍溶液的浓度较高，浸渍溶液的pH值较低，易引起氧化铝载体在浸渍过程中的部分溶解，降低其机械强度，以及活性组分可能无法在载体表面牢固结合，导致催化剂因表面活性金属颗粒在反应过程中流失而出现失活；此外，在高温高压的费托合成反应条件下，催化剂负载的γ-Al2O3可能存在一定程度的相转变和结构重构现象，晶形结构破坏，导致负载的钴流失，破坏Co与载体的相互作用，催化剂性能下降。因此，需要对应用于浆态床反应器的费托合成钴催化剂负载所使用的γ-氧化铝载体进行修饰改性。