Структурированный катализатор на основе железа для производства α-олефина из синтез-газа и способ его изготовления и применение - заявка 2016145065 на патент на изобретение в РФ

1. Структурированный катализатор на основе железа, содержащий:
между 50,0 и 99,8 процентами по массе железа;
между 0 и 5,0 процентами по массе первой добавки; при этом данная первая добавка является переходным металлом рутением, платиной, медью, кобальтом или цинком группы VIB, VIIB или VIII; или первая добавка является оксидом переходного металла;
между 0 и 10 процентами по массе второй добавки; при этом данная вторая добавка является оксидом лантана, оксидом церия, оксидом магния, оксидом алюминия, диоксидом кремния, оксидом калия, оксидом марганца или оксидом циркония; и
остаток является носителем; данный носитель является диоксидом кремния;
где
железо, первая добавка и носитель являются монодиспергированными частицами, полученными при применении способа термодиффузии, и вторая добавка адаптирована к поглощению монодиспергированными частицами.
2. Катализатор по п. 1, в котором, необязательно, содержание первой добавки находится между 0 и 2%; содержание второй добавки, являющейся оксидом металла, находится между 2% и 6%; и содержание железа находится между 60% и 97%.
3. Катализатор по п. 1, в котором, необязательно, содержание носителя, являющегося диоксидом кремния, находится между 1% и 40%; содержание первой добавки находится между 1% и 2%; содержание второй добавки, являющейся оксидом металла, находится между 2% и 6%; и остаток является железом.
4. Способ изготовления катализатора по пп. 1-3, включающий:
1) получение монодисперсного предшественника A катализатора при применении способа термического разложения:
смешивание нитрата железа с удаленной кристаллизационной водой, нитрата первой добавки и аморфного диоксида кремния с н-октанолом, чтобы образовать смешанный раствор; где общее массовое процентное содержание нитрата железа, нитрата первой добавки и аморфного диоксида кремния в смешанном растворе находится между 3% и 20%; перемешивание смешанного раствора таким образом, чтобы нитрат был растворен, и нагревание смешанного раствора до температуры между 140 и 180°C; поддержание постоянной температуры в течение 4 ч; охлаждение и фильтрование смешанного раствора, чтобы получить первую смесь; сушку первой смеси, чтобы получить черное твердотельное вещество; измельчение черного твердотельного вещества в течение от 20 до 40 мин при применении планетарной мельницы, с последующим обжигом черного твердотельного вещества в муфельной печи в течение 5 ч при температуре между 400 и 600°C, чтобы получить предшественник A катализатора;
2) растворение второй добавки в воде или этиловом спирте, чтобы образовать раствор второй добавки; сухое импрегнирование предшественника A катализатора в растворе второй добавки и выдерживание в течение времени между 12 и 24 ч, чтобы образовать вторую смесь; сушку второй смеси при температуре между 100 и 130°C и обжиг второй смеси в течение от 4 до 10 ч при температуре между 300 и 1200°C; и прессование второй смеси в виде таблеток и отсеивание, чтобы получить структурированный катализатор на основе железа.
5. Способ по п. 4, в котором структурированный катализатор на основе железа содержит между 1 и 40 процентами по массе носителя, являющегося диоксидом кремния, между 1 и 2 процентами по массе первой добавки, между 2 и 6 процентами по массе второй добавки, и остаток является железом.
6. Способ по п. 4 или 5, в котором нитрат железа с удаленной кристаллизационной водой, нитрат первой добавки и аморфный диоксид кремния смешивают с н-октанолом, чтобы образовать смешанный раствор на стадии 1) способа, и общее массовое процентное содержание нитрата железа, нитрата первой добавки и аморфного диоксида кремния в смешанном растворе находится между 5% и 15%.
7. Способ по п. 4 или 5, в котором размер частиц предшественника катализатора находится между 50 и 60 нм; и предшественник катализатора является сферическим и является монодисперсным.
8. Способ по п. 6, в котором размер частиц предшественника катализатора находится между 50 и 60 нм; и предшественник катализатора является сферическим и является монодисперсным.
9. Применение катализатора по любому одному из пп. 4-8 для производства α-олефина, включающее реакцию синтеза Фишера-Тропша на неподвижном слое с применением синтез-газа; где восстановительные условия при этом являются следующими: 300-500°C, 0,2-1,2 МПа, 400-1500 ч-1 (в объемном отношении), 6-18 ч и в атмосфере чистого водорода; и условия реакции синтез-газа являются следующими: 190-360°C, 0,5-5,0 МПа, 400-20000 ч-1 (в объемном отношении) и H2/CO=1/1-3/1.
10. Применение катализатора по любому одному из пп. 4-8 для производства α-олефина, включающее реакцию синтеза Фишера-Тропша в суспензионном слое с применением синтез-газа; где восстановительные условия при этом являются следующими: 300-500°C, 0,2-1,2 МПа, 400-1400 об/мин, 400-1500 ч-1 (в объемном отношении), 6-18 ч и в атмосфере чистого водорода; и условия реакции синтез-газа являются следующими: 190-360°C, 0,5-5,0 МПа, 400-20000 ч-1 (в объемном отношении), 400-1400 об/мин и H2/CO=1/1-3/1.
Наверх