[发明专利]一种用于合成气制取低碳烯烃的催化剂的制备方法及应用

权利要求书

1.一种用于合成气制取低碳烯烃的催化剂的制备方法，其特征在于，所

述方法包括以下步骤：

（1）所述催化剂包括活性组分、载体和助剂，其质量百分比如下：

活性组分           15～40%

载体               30～85%

助剂               0～30%；

（2）按比例取步骤（1）的各组分，并加入催化剂总质量10%的结构导向剂，将活性组分、助剂和结构导向剂进行粉磨处理至40-200目，将处理好的粉末与上述原料质量总和15倍的有机溶液一起搅拌成铁源溶液，至溶液均匀；

（3）用蠕动泵以10～300ml/h的流量泵入的步骤（2）的铁源溶液，与10～300L/h流量的气体一起吹入加热设备恒温段，恒温段温度为200～2000℃中；

（4）将步骤（3）出口的产品气体通过冷却器进行沉积收集；

（5）将载体粉磨处理至40-300目，与步骤（4）得到的沉积物充分混合，混合后200-800℃煅烧2-20h，得到所需的催化剂；

其中，所述活性组分为含铁化合物，使用的铁源前躯体为带结晶水的含铁无机盐，以金属氧化物计，

所述的载体为Al₂O₃、TiO₂、SiO₂、MgO、SiC、C、MnO₂、ZnO、ThO₂、介孔分子筛、沸石中的一种或者几种的混合，

所述的助剂为选自Li、Na、K、Cs、Cu、Co、Ni、Zn、S、Mo、Mn、Rb、Ir、Ti、Sc、Ce、Zr、Mg、V、W、Cr中的一种或者任意几种的混合，以金属氧化物计，

所述的有机溶液选自甲醇、乙醇、乙二醇、正丙醇、异丙醇、丙三醇、戊醇、正己烷、甲苯、二甲苯、氯仿、苯、丙酮、乙腈、三辛基氧化膦、乙二胺、三乙胺、三乙醇胺、聚醚一种或几种，

所述的结构导向剂为氨基酸、尿素、甲基吡啶、喹啉、苯胺、十八胺、十六烷基三甲基溴化铵、苯甲醇、聚乙二醇中的一种或几种的混合物，

步骤（3）中所述的气体为Ar、N₂、He气体中一种或两种按体积比1:1比例的混合气体。

2.如权利要求1所述的用于合成气制取低碳烯烃的催化剂的制备方法，其特征在于，所述的铁源前驱体选自：硝酸铁、柠檬酸铵铁、羰基铁、氯化铁、氯化亚铁、硫酸铁、氯化亚铁、硫酸亚铁中的一种或几种的混合物。

3.如权利要求1所述的用于合成气制取低碳烯烃的催化剂的制备方法，其特征在于，加热设备可为管式炉、反射煤炉、电炉、或中频加热炉。

4.如权利要求1所述的用于合成气制取低碳烯烃的催化剂的制备方法，其特征在于，所述的粉磨采用干磨方式，为手工研磨或机械研磨；研磨设备为球磨机、轮碾机、振动磨中的一种；研磨介质为选自陶瓷、刚玉、玛瑙、不锈钢、氮化钨、碳化钨、氧化钨、碳化硅中的一种。

5.如权利要求1所述的用于合成气制取低碳烯烃的催化剂的制备方法，其特征在于，所述催化剂的比表面积为1-1500m²/g。

6.如权利要求1所述的用于合成气制取低碳烯烃的催化剂的应用，其特征在于，将所述的催化剂用于合成气制取低碳烯烃并联产汽油，所述应用方式包括如下步骤：

1）在200-500℃温度下、0-5.0MPa压力下，用摩尔比CO：H₂=1：（0.5-5）的CO+H₂混合气或者H₂气对所述催化剂进行还原处理，还原时间为5-50h，

2）将合成气通过装有所述催化剂的反应器反应，反应温度t为200℃≤t≤500℃，反应压力P为0.5MPa≤P≤4.0MPa，反应提及空速GHSV为800h^-1≤GHSV≤15000h^-1；反应器出口收集得到C₂-C₄烯烃及汽油产品；

其中，所述汽油为分子中碳原子数5-20的长链烷烃、烯烃的任意一种或者几种的混合，所述长链烷烃在总产物中的选择性为2.0%-10.0%，

所述合成气为摩尔比CO：H₂=1：（0.5-5）的CO与H₂混合气。