催化剂制造技术

一种制备改性催化剂载体的方法，包括：在浸渍液体介质中，使催化剂载体材料与改性成分前体接触。浸渍液体介质包括水和改性成分前体的有机液体溶剂的混合物。所述混合物包含基于所述浸渍液体介质的总体积的体积少于17％的水。所述改性成分前体包括选自由Si、Zr、Co、Ti、Cu、Zn、Mn、Ba、Ni、Al、Fe、V、Hf、Th、Ce、Ta、W、La及其两种或两种以上混合物组成的组的改性成分的化合物。从而获得包含催化剂载体材料的改性成分。可选地，在高于100℃的温度下煅烧所述包含催化剂载体材料的改性成分，以获得改性催化剂载体。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】催化剂
本专利技术涉及催化剂。更具体地，本专利技术涉及一种制备改性催化剂载体的方法、一种制备催化剂前体的方法、一种制备催化剂的方法、以及使用所生成的催化剂合成烃的方法。
技术介绍
由氢气和一氧化碳在费托催化剂存在时进行的烃合成通常称为费-托(FT)合成。FT合成形成气体-液体，煤-液体和生物量-液体工艺的一部分，在其中，天然气、煤和生物质通常通过一个三步骤工艺分别转化成液体烃。这三个工艺步骤通常是(i)生产合成气(synthesis gas)(或“合成气(syngas) ”)，包括分别源自天然气、煤或生物质的氢和一氧化碳的混合物，(ii)通过FT合成，将合成气转化为含蜡烃或合成原油，以及(iii)加氢裂化或加氢处理步骤，以将含蜡合成原油转化为液体运输燃料，如柴油，汽油，喷气燃料，以及石脑油。在上述步骤(ii)所描述的FT合成过程中，CO和H2形式的合成气在FT合成条件下与FT合成催化剂接触，以产生含蜡烃。通常在低温FT(LTFT)合成中使用的催化剂的一种类型包括活性催化剂成分，例如位于诸如氧化铝、二氧化硅、二氧化钛、氧化镁或类似的催化剂载体上的Co。在FT合成过程中，利用源于载体，例如氧化铝，以及活性催化剂成分，例如Co，的超细颗粒物质所制备的含蜡烃产物经历污染。这将导致损失昂贵的活性催化剂成分，并污染上述(iii)中所描述的下游工艺以及载体和活性催化剂成分超细颗粒。据认为，这种蜡产品污染是源于以下一种或两种的结果:(a)在催化剂载体与活性催化剂成分的水性浸溃过程中(制备催化剂的过程中)，催化剂载体溶解，这可能导致具有物理结合的其上沉积有活性催化剂成分的非晶载体材料层的大块载体材料的沉淀及涂敷。在FT合成过程中，这个非晶层不够充分稳固，它将导致富含催化剂活性成分的超细颗粒的移位和洗出；以及(b)FT合成催化剂易受水热攻击的影响，而水热攻击是固有的实际FT合成条件。对于暴露及无保护的载体材料的这种水热攻击会导致含蜡烃产物以及富含活性催化剂成分的超细颗粒物质的污染。W099/42214、W002/07883、W003/012008 和 US7, 365，040 均公开了利用改性成分对FT合成催化剂载体进行改性，以减少催化剂载体在包括水热攻击的水性环境中的溶解，从而减少富含活性催化剂成分的超细颗粒对含蜡烃产物进行污染的负面影响。W099/42214.W002/07883和US7, 365，040均公开了通过在乙醇等有机溶剂中浸溃具有改性成分的载体对FT合成催化剂载体进行改性。在载体改性过程中，为了避免载体在水性环境中溶解，尤其避免使用水。W02009/049280公开了通过在水中使用改性成分浸溃载体对催化剂载体进行改性。W02009/049280不限于制备FT催化剂，相应地，与载体溶解在水性介质中相关的问题不会起到在该情况下如此重要的作用。应当注意的是，W02009/049280于第17页中公开了，在载体与改性成分的浸溃过程中，与使用无水乙醇相比，当使用水时，将在载体上得到更低的硅含量。这是与用水作为浸溃液体介质相关的一个相应的缺点。最意外的是，已经发现，在浸溃过程中，与不使用水相比，当使用一定的水和有机溶剂的混合物将改性成分浸溃到催化剂载体上时，可以使更高含量的改性成分将被沉积到载体上。因此，这将导致更高的改性成分利用率。这与上文所载W02009/049280的教导所预期的结果相反，即，使用水而不是乙醇作为浸溃液体介质，将导致更低的改性成分使用率。这种更高的改性成分利用率将导致改性成分更高的负载或者改性成分的更少地浪费。众所周知，改性成分更高的负载将导致催化剂载体在水中更低的溶解度。令人惊讶的是，相比仅使用水(以及仅使用乙醇的一些情况)作为浸溃液体介质，当在浸溃液体介质中使用特定量的水时，将提高改性催化剂载体的抗磨性。
技术实现思路
根据本专利技术的第一方面，提供了一种制备改性催化剂载体的方法，该方法包括:在浸溃液体介质中，使催化剂载体材料与改性成分前体接触，其中，该浸溃液体介质包括水和用于该改性成分前体的有机液体溶剂的混合物，该混合物包含基于所述浸溃液体介质的总体积的体积小于17%的水，该改性成分前体包括选自由S1、Zr、Co、T1、Cu、Zn、Mn、Ba、N1、Al、Fe、V、Hf、Th、Ce、Ta、W、La及其两种或两种以上混合物组成的组的改性成分的化合物，从而获得包含催化剂载体材料的改性成分；以及可选地，在高于100°C的温度下煅烧该包含催化剂载体材料的改性成分，以获得改性催化剂载体。可以理解的是，在本专利技术的一个实施方案中，对包含催化剂载体材料的改性成分进行的高于100°c的煅 烧没有发生，因此，包含催化剂载体材料的非煅烧改性成分则构成了改性催化剂载体。换句话说，制备得到非煅烧改性催化剂载体。在本专利技术的一个替代实施方案中，对包含催化剂载体材料的改性成分进行的高于IOO0C的煅烧发生，以提供煅烧过的改性催化剂载体形式的改性催化剂载体。根据本专利技术的第二方面，提供了一种制备催化剂前体的方法，该方法包括:在浸溃液体介质中，使催化剂载体材料与改性成分前体接触，其中，该浸溃液体介质包括水和用于该改性成分前体的有机液体溶剂的混合物，该混合物包含基于所述浸溃液体介质的总体积的体积小于17%的水，该改性成分前体包括选自由S1、Zr、Co、T1、Cu、Zn、Mn、Ba、N1、Al、Fe、V、Hf、Th、Ce、Ta、W、La及其两种或两种以上混合物组成的组的改性成分的化合物，从而获得包含催化剂载体材料的改性成分；以及可选地，在高于100°C的温度下煅烧该包含催化剂载体材料的改性成分，以获得改性催化剂载体；以及将活性催化剂成分的前体化合物引入到(i)在催化剂载体材料与改性成分前体接触之前的催化剂载体材料；(?)包含催化剂载体材料的改性成分；和/或(iii)改性催化剂载体之上和/或之内，从而获得催化剂前体。可以理解的是，在本专利技术的一个实施方案中，对包含催化剂载体材料的改性成分进行的高于100°c的煅烧没有发生，因此，包含催化剂载体材料的非煅烧改性成分则构成了改性催化剂载体。换句话说，制备得到非煅烧改性催化剂载体。在本专利技术的一个可替代的，优选的实施方案中，对包含催化剂载体材料的改性成分进行的高于100°c的煅烧发生，以提供煅烧过的改性催化剂载体形式的改性催化剂载体。可以理解的是，当活性催化剂成分的前体化合物被引入到改性过的催化剂载体之上和/或之内时，它可能在非煅烧改性催化剂载体或煅烧过的改性催化剂载体之上和/或之内。优选地，该活性催化剂成分被引入到煅烧过的改性催化剂载体之上和/或之内。浸渍液体介质浸溃液体介质因此包含体积小于17%的水。优选地,该浸溃液体介质包含体积小于12%的水；优选体积不多于10%的水。优选地，该浸溃液体包含体积至少为0.4%的水，优选体积多于0.4%的水，优选体积至少为2.5%的水，优选体积至少为3%的水。有机液体溶剂可以包括液体有机化合物，液体有机化合物包括选自氧或氮的至少一个杂原子。当该杂原子是氧时，它可以是包含选自醇、酮、醛、醚、酯、二醇(glycol)、酸(包括有机酸)及其两种或两种以上的混合物组成的组的氧的部分。优选地，该含氧液体有机化合物是醇，优选为Cl至ClO的醇，优选Cl至C3本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备改性催化剂载体的方法，所述方法包括：在浸渍液体介质中，使催化剂载体材料与改性成分前体接触，其中，浸渍液体介质包括水和改性成分前体的有机液体溶剂的混合物，所述混合物包含基于所述浸渍液体介质的总体积的少于17体积％的水，所述改性成分前体包括选自由Si、Zr、Co、Ti、Cu、Zn、Mn、Ba、Ni、Al、Fe、V、Hf、Th、Ce、Ta、W、La及其两种或两种以上混合物组成的组的改性成分的化合物，从而获得包含催化剂载体材料的改性成分；以及可选地，在高于100℃的温度下煅烧所述包含催化剂载体材料的改性成分，以获得改性催化剂载体。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.12.14 ZA 2011/092201.一种制备改性催化剂载体的方法，所述方法包括: 在浸溃液体介质中，使催化剂载体材料与改性成分前体接触，其中，浸溃液体介质包括水和改性成分前体的有机液体溶剂的混合物，所述混合物包含基于所述浸溃液体介质的总体积的少于17体积％的水，所述改性成分前体包括选自由S1、Zr、Co、T1、Cu、Zn、Mn、Ba、N1、Al、Fe、V、Hf、Th、Ce、Ta、W、La及其两种或两种以上混合物组成的组的改性成分的化合物，从而获得包含催化剂载体材料的改性成分；以及 可选地，在高于100°C的温度下煅烧所述包含催化剂载体材料的改性成分，以获得改性催化剂载体。2.一种制备催化剂前体的方法，所述方法包括: 在浸溃液体介质中，使催化剂载体材料与改性成分前体接触，其中，浸溃液体介质包括水和改性成分前体的有机液体溶剂的混合物，所述混合物包含基于所述浸溃液体介质的总体积的少于17体积％的水，所述改性成分前体包括选自由S1、Zr、Co、T1、Cu、Zn、Mn、Ba、N1、Al、Fe、V、Hf、Th、Ce、Ta、W、La及其两种或两种以上混合物组成的组的改性成分的化合物，从而获得包含催化剂载体材料的改性成分； 可选地，在高于100°C的温度下煅烧所述包含催化剂载体材料的改性成分，以获得改性催化剂载体；以及 将活性催化剂成分的前体化合物引入到(i)在将所述催化剂载体材料与所述改性成分前体接触之前的所述催化剂载体材料、(ii)包括催化剂载体材料的所述改性成分、和/或(iii)改性催化剂载体之上和/或之内，以获得催化剂前体。3.根据权利要求2所述的方法，其中，在高于100°C的温度下煅烧所述包含催化剂载体材料的改性成分，以获得煅烧过的改性催化剂载体，以及，将所述活性催化剂成分的所述前体化合物引入到所述煅烧过的改性催化剂载体之上和/或之内。4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其中，所述浸溃液体介质包含至...

【专利技术属性】
技术研发人员：雅克布斯·卢卡斯·维萨杰，坦贾·阿勒斯，弗雷德里克·玛丽·保罗·拉斐尔·范拉尔，弗雷德里克·博尔尼卡夫，亚娜·海洛薇兹·泰加德，丽塔·迈尔，
申请(专利权)人：沙索技术有限公司，
类型：发明
国别省市：南非;ZA