[发明专利]一种用于合成气制低碳烯烃的催化剂及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种用于合成气制低碳烯烃的催化剂，包括：载体和活性组分，其中，所述活性组分包括复合金属氧化物，所述复合金属氧化物中包含Fe、元素A、元素B和元素C，其中，

所述元素A选自Zr、Cr、Sc和Y中的至少一种；

所述元素B选自Ga、Ge、In和Sn中的至少一种；

所述元素C选自Li、Na、K和Rb中的至少一种；

所述载体为ɑ-Al₂O₃；

所述复合金属氧化物用通式FeAaBbCcOx表示，其中，A、B和C具有上述元素A、元素B和元素C相同的指代意义，a为元素A与Fe的摩尔比；b为元素B与Fe的摩尔比；c为元素C与Fe的摩尔比；x为满足催化剂中各元素化合价所需的氧原子摩尔数；

所述催化剂的制备方法，包括：

a）提供含有Fe、元素A、元素B和元素C的溶液；

b）在所述溶液中加入有机粘合剂，制得混合液；

c）使所述混合液与所述载体混合，制得浆料；

d）对所述浆料进行喷雾成型处理，制得催化剂中间体；以及

e）对所述催化剂中间体进行焙烧处理，制得所述催化剂。

2.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于，所述复合金属氧化物中，所述元素A与所述Fe的摩尔比为（0.1~20）:1；和/或所述元素B与所述Fe的摩尔比为（0.1~0.5）:1；和/或所述元素C与所述Fe的摩尔比为（0.01~0.5）:1。

3.根据权利要求1或2所述的催化剂，其特征在于，以所述催化剂的总质量为计算基准，所述活性组分的含量为10wt%~80wt%；和/或所述载体的含量为20wt%~90wt%。

4.根据权利要求3所述的催化剂，其特征在于，所述活性组分的含量为20wt%~60wt%；和/或所述载体的含量为30wt%~70wt%。

5.根据权利要求1或2所述的催化剂，其特征在于，所述ɑ-Al2O3的粒径为1nm~100nm。

6.根据权利要求1或5所述的催化剂，其特征在于，所述催化剂具有球型或类球型结构。

7.根据权利要求6所述的催化剂，其特征在于，所述催化剂的粒径为1um~80um。

8.根据权利要求7所述的催化剂，其特征在于，所述催化剂的粒径为5um~50um。

9.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于，所述有机粘合剂选自羟丙基甲基纤维素、羧甲基纤维素、羟乙基纤维素和甲基纤维素中的至少一种。

10.根据权利要求9所述的催化剂，其特征在于，所述有机粘合剂为羟丙基甲基纤维素。

11.根据权利要求9或10所述的催化剂，其特征在于，所述有机粘合剂与所述溶液的质量比为（0.01~0.15）:1。

12.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于，所述焙烧处理的条件包括：焙烧处理的温度为400℃~900℃，时间为2h~24h。

13.一种权利要求1-12中任一项所述的催化剂在合成气制低碳烯烃领域中的应用。

14.一种合成气制低碳烯烃的方法，包括：使包含H2和CO的原料气与权利要求1-12中任一项所述的催化剂接触，从而生成低碳烯烃。

15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述低碳烯烃选自C₂～C₄烯烃中的至少一种。

16.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述H2和CO的摩尔比为（1~3）:1；和/或所述接触的条件包括：温度为250℃~400℃，压力为1.0MPa~3.0MPa，原料气的体积空速500h-1~12000h-1。