用於製造和處理活性催化劑的設備的製作方法

2023-07-26 13:00:41 2

專利名稱：用於製造和處理活性催化劑的設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及催化劑。尤其涉及處理活性催化劑、特別是活性費-託 (Fischer-Tropsch)催化劑的方法，並且涉及製造和處理活性催化劑的設備。
背景技術：
活性費-託催化劑，即被還原從而獲得活性催化劑的費-託(『FT』)催化劑前體 是自燃的，因此不能容易地處理和傳輸，例如出於安全的考慮。已知的是，通過利用融蠟形 成催化劑顆粒/蠟混合物，並且將混合物倒入桶中(蠟在所述桶中在環境溫度下固化)來 用蠟塗覆活性催化劑顆粒。蠟由此防止活性催化劑氧化。然後可將桶運輸到催化劑使用地 點。為了使用催化劑，必須將催化劑/蠟混合物的固體塊從桶中移出，直接加載到融化料 鬥，或者在加載到融化料鬥之前，先轉換成更容易處理的片。在US 7，179，766中，活性催化劑顆粒包覆有保護塗層如熔融的合成蠟，然後將該 混合物形成錠劑。所述錠劑通過將催化劑和熔融塗層混合物沉積到鋼帶冷卻器上而形成於 制錠器(pastillator)中。帶冷卻器運送錠劑穿過水冷卻床，從而使錠劑在到達帶終端時 固化。該方法的一個缺點在於，產生固化的錠劑需要相當大的設備，尤其是由於為了固化而 冷卻錠劑的方式。
發明內容本發明的一個目的是提供改善的處理活性催化劑的方法。因此，根據本發明的第一方面，提供處理活性催化劑的方法，該方法包括將溫度為T1的活性催化劑顆粒和熔融有機物質的混合物引入至少一個模具中，所 述活性催化劑顆粒和熔融有機物質的混合物在較低的溫度T2下凝固，使得T2 < T1 ；和將所述至少一個模具至少部分浸入冷卻液體中，以將所述有機物質冷卻至溫度 T3，其中T3 ( T2,由此獲得包含其中分散有所述活性催化劑顆粒的有機物質基質的鑄件。應當理解，在溫度T1時融化的有機材料在低於T2的溫度如室溫時可為固體。因此， 當冷卻到1~2以下時，其凝固為固態。但是，作為替代方案，有機材料在低於T2的溫度如在室 溫時不需要一定是固體；因此其僅僅是在不可流動的足夠粘性狀態，即其可以在低於T2的 溫度下是凝結狀態。因此，當冷卻到T2以下時，其凝固為不可流動的凝結狀態。將所述混合物引入所述至少一個模具和將所述至少一個模具浸入所述冷卻液體 中可以順序實施，例如可以只在停止將混合物引入或進料到所述至少一個模具中之後，才 將所述至少一個模具浸入冷卻液體中。或者，可以在所述至少一個模具已經浸入到冷卻液 體中時將所述混合物引入所述至少一個模具中。作為替代方案，將所述混合物引入所述至 少一個模具中和將所述至少一個模具浸入所述冷卻液體中可以同時進行。所述至少一個模 具優選完全浸入所述冷卻液體中，即浸入到至少高至大約所述至少一個模具中的混合物的 高度。因此，當足夠的混合物引入所述至少一個模具中使所述模具充滿時，基本上整個模具 都將浸入所述冷卻液體中。
3[0010]優選地，使用多個模具。通過將模具浸入到冷卻液體中，優選浸入到高至至少大約 所述模具中混合物的高度，熔融有機物質快速冷卻到T3。因此，獲得如上所述的分別包括 其中分散或嵌入有催化劑顆粒的有機物質基質的鑄件，即其中催化劑顆粒被有機物質所覆 蓋。通常，將有機物質從T1冷卻到T3可以在時間段t內實現，其中t<10分鐘。通常，t 可以為約5分鐘，甚至可以小於5分鐘。該方法自然可包括從模具中移出鑄件。將混合物引入模具、將模具浸入冷卻液體 和從模具中移出鑄件可以通過鑄造機來實現。這種鑄造機或設備可以是緊湊的，使得製造 商業數量的鑄件形式的塗覆的活性催化劑不需要大量催化劑處理空間。活性催化劑可以定義為任何經過活化步驟(通常是還原步驟)而由此形成為對合 成具有活性的催化劑的催化劑前體。更具體地，在所述活性催化劑是如上下文中所述的活 性費-託催化劑時，其或者可以是新近還原的催化劑，即在還原之前或之後還未通過催化 在過程中使用而失去活性的還原的催化劑，或者可以是還原的再生催化劑。因此該方法在預備步驟中可包括還原顆粒催化劑前體以獲得顆粒形狀的活性催 化劑。催化劑前體可包括催化劑載體和負載在催化劑載體上的至少一種活性催化劑組 分的化合物。催化劑載體可包括催化劑載體基體和可選的一種或更多種改性組分。催化劑載體 基體可選自一種或更多種鋁氧化物形式的氧化鋁、二氧化矽(SiO2)、二氧化鈦(TiO2)、氧 化鎂(MgO)和氧化鋅(ZnO)以及它們的混合物。優選地，載體基體選自一種或更多種鋁氧 化物形式的氧化鋁、二氧化鈦(TiO2)和二氧化矽(SiO2)。更優選地，載體基體是一種或更 多種鋁氧化物形式的氧化鋁。載體基體可為市售產品，例如得自Sasol Germany GmbH的 Puralox (商標名)。改性組分可包括Si、Zr、Co、Ti、Cu、Zn、Mn、Ba、Ni、Na、K、Ca、Sn、Cr、Fe、Li、Ti、
Sr、Ga、Sb、V、Hf、Th、Ce、Ge、U、Nb、Ta、W、La或其中兩種或更多種的混合物或由其組成。更 具體地，改性組分可選自Si、Zr、Cu、Zn、Mn、Ba、La、W、Ni或其中兩種或更多種的混合物。優 選地，改性組分選自Si和&。在本發明的一個優選實施方案中，改性組分為Si。在本發明的一個優選實施方案中，催化劑載體可包括催化劑載體基體和可選包括 選自Si和ττ的改性組分，其中所述催化劑載體基體選自一種或更多種鋁氧化物形式的氧 化鋁、二氧化矽(SiO2)和二氧化鈦(TiO2)。催化劑載體基體優選是一種或更多種鋁氧化物 形式的氧化鋁，然後優選其包括改性組分。改性組分選自Si和&，更優選為為Si。在本發明的另一個優選實施方案中，催化劑載體可選自一種或更多種鋁氧化物 形式的氧化鋁、二氧化矽(SiO2)、二氧化鈦(TiO2)、氧化鎂(MgO)、二氧化矽改性的氧化 鋁，以及它們的混合物。優選地，載體是二氧化矽改性的氧化鋁。例如，其也可為由Sasol GermanyGmbH的Siralox商標獲得的產品。Siralox是噴霧乾燥的含氧化鋁載體的二氧化 矽。該二氧化矽改性的氧化鋁載體可以是通過引用併入本文的US 5，045，519中描述的產
P
ΡΠ O活性催化劑組分至少在原理上可以是任何合適的活性催化劑組分；但是，其優選 在由至少氫氣和一氧化碳合成烴和/或氧化烴的過程中有催化活性的組分。優選地，所述 過程是FT合成過程。所述FT過程可以在固定床反應器、漿料床反應器或固定流化床反應
4器中進行。FT過程優選是三相漿料床反應器FT合成過程。活性催化劑組分可以是對FT合成有活性的組分，可選自鈷(Co)、鐵(Fe)、鎳(Ni) 和釕(Ru)。優選鈷(Co)。活性催化劑組分的化合物可以是氧化物化合物，包括氧羥基化合物。在鈷作為活 性催化劑組分的情況下，鈷化合物可以是選自Co0、Co0(0H) ,Co3O4Xo2O3或它們的兩種或更 多種混合物的化合物。優選地，鈷活性催化劑組分選自CoO、CoO(OH)和CoO與CoO(OH)的 混合物。催化劑前體可包括鈷(Co)作為活性組分，其加載量為5 70gCo/100g催化劑載 體，優選20 40g Co/100g催化劑載體。催化劑前體也可包括能夠增強活性催化劑組分的還原能力的摻雜劑。摻雜劑可以 是選自鈀(Pd)、鉬(Pt)、釕(Ru)、錸(Re)以及其中兩種或更多種的混合物的金屬的摻雜劑 化合物。摻雜劑的金屬(尤其是鈀金屬或鉬金屬)與活性組分金屬(尤其是鈷金屬)的質 量比例為0.01 100至3 100。在本發明的一個優選實施方案中，催化劑前體可包括以鈷化合物作為負載在催化 劑載體上的活性催化劑組分的化合物的二氧化矽改性的氧化鋁催化劑載體。雖然催化劑前體至少在原理上可以是任何固體顆粒形狀的催化劑前體並且可以 通過還原活化，但是尤其可以是顆粒狀的費-託合成催化劑前體。前體可以通過應用下列步驟獲得形成顆粒狀催化劑載體、鈷化合物作為活性組 分前體和水的混合物；用鈷化合物浸漬催化劑載體；乾燥浸漬過的催化劑載體；和煅燒浸 漬過的載體以獲得顆粒狀的費-託合成催化劑前體。因此預備步驟可包括通過前述方法步驟形成催化劑前體。尤其是，預備步驟可包 括在前體還原之前，使煅燒過的載體經歷第二浸漬、乾燥和煅燒循環。在任一個或兩個浸漬步驟過程中，所述方法可包括添加Pt、Pd或Ru或其混合物的 前體鹽作為能夠增強催化劑前體的還原能力的摻雜劑。催化劑前體的還原可通過使催化劑前體接觸還原介質來進行。還原介質可以是諸 如純氫氣或含氫氣的氣體混合物的還原氣體。尤其是，催化劑前體可在高於200°C的溫度， 優選250°C 550°C的溫度，更優選為約300°C至約425°C的溫度下接觸還原介質。催化劑 前體與還原介質的接觸時間可為0. 5小時至約24小時。其可以在大氣壓至40個大氣壓的 壓力下進行。各個鑄件均可具有至少100 1的表面積(以m2計)與體積(以m3計)比。更 具體地，鑄件可分別具有至少150 1的表面積與體積比，例如每個鑄件的表面積與體積比 為 200 1 500 1。各個鑄件可具有小於140ml，但是優選大於2ml的體積。優選地，各個鑄件的體積 小於60ml且大於IOml0鑄件可以是實心圓柱形，即燭形物狀。各個燭形物可分別具有約3cm至約20cm的 長度。更優選地，燭形物長度可以為約4. 5cm至約15cm，通常為約5. 5cm至約13cm。燭形物可分別具有至少0. 7cm的直徑。更優選，燭形物的直徑為約1. Ocm至約 3. 0cm，通常為約1. 6cm。因此，鑄造成燭形物可通過鑄造機實現，並且燭形物的尺寸取決於所用的鑄造
5機。例如，可以使用得自德國Nettetal的KuerschnerMaschinen GmbH&Co. KG的商標名為 Kuerschner RotaryMoulding Machine的自旋鑄造機。然後通常燭形物可以具有約5. 5cm 至約Ilcm的長度和約1. Ocm至約3. Ocm的直徑。冷卻液體的溫度將通過有機物質的凝固點即固化或凝結的點T2來規定。因此，冷 卻液體可以為環境溫度，通常15°C 25°C;然後T3可為15°C 25°C。但是，相反地，冷卻液 體可保持在較高溫度，例如25°C以上，只要該溫度仍低於T2。因此，當有機物質的凝固點為 下文所述的80°C 120°C時，冷卻液體可以保持在30°C 70°C ；T3也可以為30°C 70°C。 但是，更優選T3是40°C 60°C。尤其是冷卻液體可以是水。理論上，可以使用任何在室溫下為凝固條件和升溫時融化的有機物質。但是，優選 在室溫下為固體的有機物質。尤其是，該有機物質可以為烴。優選地，可以使用在室溫下凝 固並優選為固體並且在相對低的升溫時可變為熔融的烴的混合物。一種可用的烴混合物是 合成的費-託(FT)硬蠟，其凝固點或固化點T2為70°C 140°C，優選為80°C 120°C，甚 至更優選為90°C 110°C。這種硬蠟通常具有表1示出的特性或性能表 1
凝結點95-103°C65 "C的滲透< 1. 5mm有市售的產品符合這些特性，例如Sasol Wax H5。或者可以使用具有不同滲透特 性的Sasol Wax H8。除了 FT產品，一些副產品聚乙烯(BPPE)蠟也在上文設定的凝結點範 圍內，並且具有大部分所述的特性。因此它們也可以用於本發明。因此，通過使填充的模具浸入冷卻水將鑄件冷卻到溫度T3，其中T3 < T2。通常，當 使用費_託硬蠟時，40°C彡T3彡60°C。在混合物中，催化劑顆粒與有機物質優選蠟的質量比例可為20 80至80 20， 更優選40 60至60 40，通常為約50 50。當使用FT硬蠟時，在將混合物引入模具時，混合物溫度可以為135°C，通常可為 135°C 145°C，即 135°C彡 T1 彡 145°C。該方法也包括形成活性催化劑顆粒和熔融有機物質的混合物。優選地，混合物通 過將活性催化劑顆粒低剪切攪拌到熔融有機物質中來形成。該方法可包括將鑄件加載到散裝容器如袋或桶等中，從而使散裝容器中包含多個 鑄件。該方法還包括密封散裝容器。因此鑄件可以通過散裝容器的方法傳輸到催化劑使 用地點。鑄件可以在惰性氣氛下如氮氣層下進行，以保護活性催化劑顆粒或還原的催化劑 前體不被空氣氧化。根據本發明的第二方面，提供了製造和處理活性催化劑的設備，該設備包括催化劑製造或再生裝置，其包括催化劑塗覆罐；用於從所述催化劑塗覆罐傳輸活性催化劑顆粒和熔融有機物質的混合物的傳輸
裝置；[0050]至少一個模具，所述傳輸裝置能夠將所述活性催化劑顆粒和熔融有機物質的混合 物排放到其中；和適於容納所述至少一個模具能夠至少部分浸入其中的冷卻液體的冷卻浴。所述傳輸裝置可包括從催化劑塗覆罐弓I出的管和設置在所述管的自由端的管口。可以提供多個模具。所述模具和冷卻浴可形成鑄造機、尤其是自旋鑄造機的一部 分。設備可包括從所述鑄造機傳輸嵌入有機物質基質中的活性催化劑顆粒的鑄件的 傳輸器。所述傳輸器可包括升降器。通過根據本發明將活性FT合成催化劑鑄造成燭形物，申請人已經發現活性催化 劑可以從製造地點安全輸送到催化劑使用地點。但是，除了活性催化劑必須安全轉移之外， 其必須在引入FT合成反應器時仍提供足夠的催化劑轉化性能。申請人:已經發現當根據本發明將活性FT合成催化劑鑄造成燭形物，當此後活性 催化劑用於FT合成時，獲得期待的催化劑轉化性能。附圖簡述下面將參考附圖更詳細地描述本發明。在附圖中


圖1是根據本發明第一方面的用於處理活性費_託合成催化劑的方法流程圖；圖2以示意圖方式示出根據本發明第二方面的用於製造和處理活性費-託合成催 化劑的設備的一部分；和圖3示出從上部觀察的圖2所示鑄造機的三維視圖。
具體實施方式
參照
圖1，附圖標記10 —般指根據本發明的第一方面處理活性費_託合成催化劑 的方法。通常用附圖標記12表示的催化劑製造階段設置於工藝10的上遊。催化劑製造階 段12包括塗覆或加料罐14，加熱的部分柔性的管16 (配有管口 18)從所述塗覆或加料罐 14導出。管口 18位於形成工藝10的一部分的自旋鑄造機上。自旋鑄造機可為來自於德國 Nettetal 的Kuerschner Maschinen GmbH&Co. KG 的商標名為 Kuerschner Rotary Moulding Machine的自旋鑄造機。所示鑄造機通常用附圖標記20表示。鑄造機20包括分為例如六 部分的可旋轉臺(未示出)，其中每部分裝配有例如256根圓柱形成型管(未示出)，以提 供例如總計1536根成型管。基本上成型管的整個長度都浸入供給有經調節的冷卻水流的 冷卻浴(未示出)中。通過用沿流管22進入的常規冷卻水冷卻的熱交換器(未示出)，冷 卻浴溫度保持在30°C 70°C，優選50°C 60°C。選擇該溫度是為了確保在成型管中鑄造 的圓柱形鑄件或燭形物凝結，然後在短時間(通常為10分鐘或更短)內完全固化。每個圓 柱形成型管或模具在其底部裝配有液壓活塞，其用於排出在其中鑄造的實心圓柱形鑄件。鑄件輸送帶24從機器20引向負載階段26，從該處可以將任意合適的填充有鑄件 的包裝(例如散裝袋或桶)在28移走。催化劑製造階段12以已知方式運轉，並且產生負載的費-託催化劑前體，該前體
7包括活性金屬如鈷的前體，其負載於金屬氧化物載體如氧化鋁(Al2O3)上，具有或不具有促 進劑如Pt。在含氫的氣氛中還原催化劑前體，以產生顆粒狀的活性費-託合成催化劑。在 連續低剪切攪拌以避免催化劑沉降的塗覆或加料罐14中，顆粒狀催化劑與例如熔融Sasol 費-託硬蠟(H5)以約50 50的質量比形成混合物。硬蠟的凝結點(T2)為95 103°C。 塗覆或加料罐14保持在高於該溫度的溫度(T1)，通常為約135°C，以確保蠟完全融化。Sasol費-託H5蠟通常具有表1中給出的特性或性質。塗覆或加料罐14中形成的顆粒狀催化劑/熔融蠟混合物經過管線16和管口 18 傳送到鑄造機20。管線16通常裝配有調節閥(未示出)以確保如機器說明書中所要求的 混合物的恆定流動。塗覆或加料罐14通常配置有混合器或攪拌器(未示出)，以確保催化 劑顆粒保持懸浮在熔融蠟中。如上所述，鑄造機20的冷卻浴保持在優選為50°C 60°C的溫度。實際溫度可以 通過例行試驗或實驗來測量，以允許用混合物恰當填充成型管，然後在每個模具中使鑄造 混合物快速固化成鑄件。因此，T3 (鑄件冷卻到的溫度)為50°C 60°C。熔融混合物傾倒在鑄造機20的旋轉臺的表面上。圓柱形模具依附於旋轉臺。熔 融混合物通過氮氣層保護不被氧化。混合物通過重力填充到模具。模具浸入冷卻浴中，有 效地浸至模具中混合物的水平，即，冷卻浴延伸至模具的上邊緣附近。保留在檯面上的多餘 混合物(「餅」)用刮刀(未示出)移出，刮刀將旋轉臺表面上的餅輕輕地提起來。這樣，餅 破碎或斷裂成片狀。在餅太大的情況下，它們可以通過本領域已知的任意方法碎成更小的 片。然後，餅片可再循環至塗覆或加料罐14，或與燭形物一起負載。在成型圓筒中形成的實心圓柱形鑄件或燭形物通過液壓活塞移出，通過傳輸器24 收集和傳輸，可選地與餅的碎片一起傳輸到包裝階段26，此處它們被負載(傾倒)到桶或者 散裝袋(未示出)形式的包裝容器中。桶或散裝袋(優選裝配有框)通常安裝在託盤(未 示出)上，其中每個託盤通常包含四個桶或一個散裝袋。由此可以將具有空包裝容器的託 盤傳輸到包裝臺26，所述包裝臺26可裝配有旋轉部分，以允許託盤上的每個桶單獨裝填而 不需要改變鑄件和可選的餅碎片穿過其中的管口(未示出)的位置。考慮包裝生產線設置 在填料點之前和在填料點之後至少兩個託盤處，以保證充填操作順利進行。燭形物通常為具有約16mm直徑和約105mm長度的實心圓柱形，由此具有約 270 1的表面積(以m2計)與體積(以m3計)比。因此本發明可使用標準鑄造機，並且根據本發明可以將催化劑以袋或桶中燭形物 的形式從製造設備散裝運輸到使用場所。但是，作為替代方案，可使用根據本發明第二方面的部分示出於圖2和3中的設備 來製造和處理活性費_託合成催化劑。在圖2和3中，與
圖1中所示相似的部分用相同的附圖標記表示。在圖2和3中，附圖標記50 —般表示用於製造和處理活性費_託催化劑的設備。在設備50中，塗覆或進料器14可配置有錨式攪拌器54，並設計為在期望的流量和 通常為135°C的混合物溫度下將熔融費-託蠟中的活性費-託合成催化劑顆粒的混合物或 漿料進料到鑄造機20。其因此配有用於加熱催化劑/蠟混合物的加熱線圈(未示出)，以 及用於在容器內部產生氮氣層的氮氣進料線56，從而保持容器14中的惰性環境。攪拌器 54可以是慢旋轉錨式攪拌器，其避免破壞催化劑顆粒，並且避免在容器14底部的任何未攪拌到的區域。在使用時，催化劑/蠟混合物從容器14沿可裝配有流量計(未示出)和控制閥 (未示出)的管道16到達鑄造機20。鑄造機20包括直立圓柱基底60，其上經過軸62可旋轉地安裝有旋轉臺64。所述 臺64分別包括上板66和下板68，以及封閉板66、68的外周邊緣的連續外圍延伸外板70。 旋轉臺64分為六部分，如圖3中最清楚地示出的。因此，每個臺部分包括上板66、下板68 和可選的外板70以及可選的側板72，側板72因此也用於使相鄰的臺部分互相隔開。在採 用側板72的實施方案中，優選它們不突出到上板66上方。因此冷卻浴74由各個臺部分限 定並且優選位於板66、68、70和72之間。旋轉臺64的每個部分也包括多個朝向臺外周布 置的圓柱形成型管76。在圖3中，成型管顯示為在六個部分的每一個中布置為徑向設置的 三行。在一個替代實施方案中(未示出)，成型管可在六個部分的每一個中布置成矩形構 型。管64通過安裝至基底60的液壓發電機78和行星齒輪80、82驅動而旋轉，如圖2 所示的。管16用於將催化劑顆粒/熔融蠟混合物進料到位於緊鄰卸料區86的進料區84。 在向鑄造機或制燭機進料和卸料之間，臺面沿箭頭83的方向旋轉300度，如圖3所示的。在 卸料區86中，已經在模具76中成型的鑄件或燭形物通過一般用附圖標記90表示的活塞排 出器排出。更具體地，每個圓柱形成型管或模具在其底部裝配有液壓活塞，用於排出在其中 鑄造的實心圓柱形鑄件。因此，活塞排出器90排出在模具76中形成的燭形物。設備50還包括用於接收排出鑄件的傳輸系統94，和可選的Z型鬥式升降機96，用 於將鑄件從設備50傳輸到構成包裝階段26的一部分的料鬥98 (見
圖1)。在一個替代實施 方案中，料鬥98可用升降機(未示出)替換，用於接收鑄件和將其降低至桶等之中。使用時，在進料區84中，將催化劑顆粒/熔融蠟混合物引入到旋轉臺64的成型管 76中。混合物以恆定流量傾倒在旋轉臺的表面上。臺面溫度即每部分上板66的溫度設定 為使漿料完全填充成型管76。剩餘在臺上的多餘漿料在固化後形成餅。當臺面以60°步 進地旋轉過300°以使成型管76到達卸料位置或區域86時，混合物中的蠟固化，(由於在 冷卻浴中以冷卻水冷卻以及模具有效浸入冷卻水至模具中混合物的水平，即接近模具的上 端)，使得成型或鑄件在管76中形成。這些鑄件通過活塞從區域86的管76中移走。臺64 和位於臺上的分揀臂(未示出)的共同移動將模具或鑄件導至傳送帶94。進入傳送帶94 的鑄件流可選地與在臺64的板66上形成並且在卸料區86之前碎裂成片的餅的碎片結合。 因此，餅片可與模具或鑄件一起移出或者單獨移出。如果單獨移出餅片，其將在區域86之 前的區域85中完成(見圖3)。鑄造機裝配有兩個熱交換器(未示出)，以用於調節臺面部分中冷卻浴74中的冷 卻水的溫度。應當理解，一般而言，催化劑生產階段或製造設備12受空間限制，並且用蠟塗布 催化劑顆粒通常需要在小空間內進行。本申請人發現，由於其通常佔用約2mX2m的印跡， 如上所述的標準鑄造機結構緊湊，易於裝配到現有的催化劑製造設備中。這種鑄造機也相 對可動，因此易於四處移動。另外，能夠用鑄造機製造鑄件還具有優勢(相比較如上所述在 桶中形成鑄件)，鑄造機具有高輸出導致小鑄件所需的冷卻時間短，還要注意的是鑄件是水
9冷而不是如傳統桶鑄造的空氣冷卻。模具的使用也允許鑄件至少部分地浸入水中從而減少 冷卻時間，尤其與US 7，179，766中公開的冷卻設備相比時如此。再有，模具限制或阻止鑄 件和冷卻液體的直接接觸；這種直接接觸將對沒有完全用蠟覆蓋的催化劑顆粒產生負面影 響，例如影響催化劑活性。由於短的冷卻時間，活性催化劑更均勻地分布在各個鑄件上。應當理解，利用本發明的方法和設備，催化劑/蠟基質以稍小的鑄件或燭形物形 式而不是桶中的大塊形式供應到使用點，即費-託合成反應器。這種桶一般具有200L的體 積，因此在這種桶中形成的固體塊的表面積-體積比為約10 1。另外，申請人認為活性費_託合成催化劑將提供令人滿意的性能。還認為，利用本發明方法可保持好的催化劑轉化性能的原因包括⑴在工藝10中 最小化的催化劑顆粒剪切力，和(ii)均勻和自由流動形式的催化劑的製造。還認為，使用具有前述指定直徑的燭形物可以產生其他優點。例如，太小的烴基質 和嵌入其中的催化劑顆粒的人工製品可導致處理問題和/或無效的催化劑顆粒保護，其可 導致在人工製品外表面的催化劑顆粒氧化，還要注意的是，人工製品越小，在人工製品的外 表面的催化劑顆粒比例越大(相對於人工製品中催化劑顆粒的總數而言)。因此本發明的方法和設備為安全和經濟地處理、運輸和反應器負載活性費-託合 成催化劑提供可行的技術方案，而不危害催化劑的固有特性。實施例1 (對比例)製備催化劑1如一般在通過引用併入本文的US 5733839, US 6638889和US 6455462中公開的， 利用含水漿相浸漬和乾燥及隨後的直接流化床煅燒，在顆粒改性的1.5g Si/100g Puralox SCCa 2/150(商標名)預成型的載體上形成 30g Co/0. 075g Pt/100g(l. 5g Si/lOOg PuraloxSCCa 2/150)漿料相的費-託合成(「FTS」)催化劑。Puralox SCCa2/150是純的預 成型Y氧化鋁顆粒催化劑載體，是通過煅燒勃姆石製備的。但是，在這種情況下，載體在其 製造過程中已經改性，以使其含有1.5g Si/100g載體。為了該製造，使用如在US 6638889 中描述的步驟。煅燒的催化劑前體在425°C下以氫氣還原，如一般在US10480778中公開的。蠟塗覆/成型使還原的催化劑冷卻到約140°C，在該階段用氮氣代替氫氣，催化劑在氮氣層的保 護下卸載到塗覆罐中的熔融費_託蠟中。該蠟/催化劑混合物負載到200升的桶中，其可 在該桶中固化。實施例2 (根據本發明)根據與實施例1相同的方法製造鈷FTS催化劑，只是成型步驟不同。圓柱形鑄件製造如下在約140°C的溫度下將2. 5kg催化劑/蠟混合物負載到手工制燭機的模具中，同 時制燭機的水冷卻保持在約50°C。燭形物花大約10分鐘固化，然後用液壓活塞將其卸載。 製造約100個燭形物，每個燭形物的直徑為2cm，體積為30ml。多餘的催化劑/蠟混合物在 檯面上形成薄餅，然後用刮刀輕輕移出，然後啟動活塞並卸載燭形物。實施例3檢測實施例1和2的催化劑樣品的費_託合成特性。鈷催化劑的費_託合成特性 測量如下[0103]反應器溫度230°C反應器壓力17巴催化劑存量約15克空速5000mln/g催化劑 /h合成氣轉化(％ ) :60H2 CO 進料比1.6 1氬內標12體積％結果示出於表2中，可以看出催化劑1和2在實際費-託合成過程中的表現相同。表2 催化劑1和2的顆粒尺寸分布(PSD)分析示於表3中，並且可斷定催化劑1和2 的PSD相同。表3 由此可以得出結論，本發明的催化劑處理和成型方法是包括如下優點的方法(i)使用具有小印跡的設備項目(ii)易於執行(iii)產生易於處理的催化劑/蠟形狀(iv)對FTS性能或PSD分析沒有不利影響。
權利要求一種用於製造和處理活性催化劑的設備，所述設備包括催化劑製造或再生裝置，其包括催化劑塗覆罐；用於從所述催化劑塗覆罐傳輸活性催化劑顆粒和熔融有機物質的混合物的傳輸裝置；至少一個模具，所述傳輸裝置能夠將所述活性催化劑顆粒和熔融有機物質的混合物排放到其中；和適於容納冷卻液體的冷卻浴，所述至少一個模具能夠至少部分浸入所述冷卻液體中。
2.根據權利要求1所述的設備，其中所述傳輸裝置包括從所述催化劑塗覆罐引出的管 和設置在所述管的自由端的管口。
3.根據權利要求1或權利要求2所述的設備，其中提供多個模具，所述模具和所述冷卻 浴形成自旋鑄造機的一部分。
4.根據權利要求1至3中任一項所述的設備，其包括用於從所述鑄造機傳輸嵌入有機 物質基質中的活性催化劑顆粒的鑄件的傳輸器。
專利摘要一種用於製造和處理活性催化劑的設備，所述設備包括催化劑塗覆罐。它還包括用於從所述催化劑塗料罐傳輸活性催化劑顆粒和熔融有機物質的混合物的傳輸裝置；和所述傳輸裝置能夠將所述活性催化劑顆粒和熔融有機物質的混合物排放到其中的至少一個模具。還提供適於容納冷卻液體的冷卻浴，所述至少一個模具能夠至少部分浸入所述冷卻液體中。
文檔編號B01J37/00GK201684615SQ20102021924
公開日2010年12月29日 申請日期2010年6月3日 優先權日2009年6月3日
發明者索非婭·安娜·布羅齊亞克 申請人:沙索技術有限公司