[发明专利]含钴催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及含钴催化剂领域，公开了含钴催化剂及其制备方法和应用。该含钴催化剂包括无机组分a和包裹无机组分a的有机组分b；该催化剂满足以下关系：W_b/(ρ_b×W_a×R_a)＝0.3～1；δ＝ρ_a/(ρ_ab×W_a)–1，δ值不大于0.1；其中，以该催化剂的总量为基准，无机组分a的质量分数为W_a，有机组分的质量分数为W_b；无机组分a的吸水率为R_a，无机组分a的堆密度为ρ_a，有机组分b的密度为ρ_b，该催化剂的堆密度为ρ_ab。可以有效地保护含钴催化剂的活性，实现含钴催化剂在空气中长期保存，且可以直接填装在反应器中进行费托合成或醇化合物水蒸汽重整制氢反应，无需预活化步骤。

技术领域

本发明涉及含钴催化剂保存领域，具体涉及含钴催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

随着全球石油资源越来越稀缺，人们对环境保护的日益重视，利用煤和天然气等为原料制备清洁燃料和化学品越来越受到人们的重视。费托合成技术是这些煤和天然气清洁利用的关键技术之一。

合成气在催化剂上转化成烃类的费托合成反应的主要产物包括烷烃和烯烃，产品经过深加工可得到优质液体燃料和化学品。

目前，具有工业应用价值的费托合成催化剂主要有两大类，钴基和铁基。两类催化剂各有优势，可根据反应原料气类型、工艺路线和反应器类型等选择不同类型催化剂。

钴基催化剂大多在远离催化反应装置的催化剂生产厂进行，催化剂活化往往在催化反应装置上原位进行，或在反应装置附件的活化反应器内活化后直接加入反应器内。原位活化需要挤占大量反应器运行，影响生产能力和经济效益。此外估计催化剂的还原活化温度高于使用温度，直接使用活化后催化剂可以降低反应器选材等级并减少投资。如能直接装填活化后催化剂直接使用可大大提高整体效益。

活化后的钴催化剂以金属态存在，接触空气后极易发生氧化自燃等现象，因此有些公司将活化后的催化剂封装在特定大小的蜡薄片中，然后运输到目的地。但蜡薄片封装的催化剂往往颗粒尺寸变大无法直接装填入固定床或微通道等反应器直接使用。

CN103153459A公开了一种用于加工、存储、运输以及有效地利用的费-托催化剂的制备方法，包括步骤：用在第一浸渍步骤中能够与氧化铝形成尖晶石相的选自镍和锌的二价金属源浸渍主要含有氧化铝的多孔载体材料，并在900-1500℃的温度下煅烧浸渍的多孔载体材料，以形成含有尖晶石相的改性氧化铝载体；用作为催化活性该材料的钴源浸渍改性氧化铝载体，煅烧浸渍的改性载体材料；通过在高达600℃的温度下用还原性气体处理经过煅烧的浸渍的改性载体材料来活化催化剂；以及钝化活化的催化剂。钴基费托合成催化剂的方法，包含浸渍、焙烧、活化和钝化四步骤。但使用前需要再活化。

因此，需要提供能够使含钴催化剂在空气中长时间保存的方法。

发明内容

本发明的目的是为了克服含钴催化剂不能在空气中长时间保存问题，提供了含钴催化剂及其制备方法和应用，该含钴催化剂具有包裹无机组分a的有机组分b，可以有效地保护制备好的含钴催化剂的活性，可以直接装填在反应器中直接使用，节省了现有技术催化剂需要在反应器中进行预活化的步骤。

为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种含钴催化剂，该催化剂包括无机组分a和包裹无机组分a的有机组分b；该催化剂满足以下关系：

W_b/(ρ_b×W_a×R_a)＝0.3～1；δ＝ρ_a/(ρ_ab×W_a)–1，δ值不大于0.1；