[发明专利]一种CO2

说明书

本发明属于催化剂技术领域，具体涉及一种CO₂加氢直接制备低碳醇联产汽油的方法，包括以下步骤：(1)将催化剂在含有H₂的气氛下在一定温度下还原一定时间，然后在含有CO₂/H₂的气氛下在一定压力下、一定温度下活化一定时间，得到预处理后的催化剂；(2)将预处理后的催化剂用于催化反应制备低碳醇联产汽油；其中，所述步骤(1)中催化剂包括K₂O‑CuO‑MgO‑ZnO‑Fe₂O₃。本发明的方法显著缩短了反应步骤，提高了催化效率；单程CO₂转化率高(40％)；低碳醇时空收率高达114.3mg/g_cat/h，并且可以联产汽油；催化剂组合方式简单，易于工业化生产。

技术领域

本发明属于催化剂技术领域，具体涉及一种CO₂加氢直接制备低碳醇联产汽油的方法。

背景技术

化石燃料的广泛使用已经导致了大量温室气体CO₂的排放，由CO₂引起的环境问题日渐突出。同时作为一种重要的碳资源，将CO₂转化为高附加值化学品具有重要的应用前景，也是可持续发展的重要途径。低碳混合醇(简称低碳醇)具有较高的辛烷值，可作为清洁燃料使用，同时也可用于汽油添加剂，如正在大力推广的乙醇汽油。低碳醇也是良好的溶剂和工业原料，广泛用于各类化工行业。目前工业上低碳醇主要来自于粮食发酵，但该过程效率低下且与解决粮食问题背道而驰，因此利用温室气体CO₂直接制备低碳醇具有良好的前景。但与CO₂加氢制甲醇不同，合成低碳醇涉及多步反应和多个活性中心，产物复杂，如何高效制备低碳醇是一项严峻的挑战。

近年来，科学家们围绕CO₂加氢制备低碳醇开展了大量研究，发展了多种多相催化剂，其中最具代表性的多相催化剂包括Rh基催化剂、Co基催化剂和Cu基催化剂。在这几种催化剂中，Rh基催化剂具有较好的低碳醇选择性和活性，但贵金属Rh高昂的价格制约了其广泛应用。Co基催化剂相比Rh基催化剂价格更低，但低碳醇合成活性偏低，产物中有大量甲烷生成，并且催化剂易失活，关于Co基催化剂的研究有待进一步开展。Cu基催化剂主要为CuFe双金属催化剂，该类催化剂低碳醇活性较好、但选择性偏低。Cu基催化剂和Fe基催化剂分别广泛应用于甲醇合成和费托合成，具有价格低廉、技术娴熟的显著优势，因此最具研究和应用前景。总体而言，目前CO₂加氢制备低碳醇的研究报道中低碳醇活性仍然较低，因此开发廉价的高活性催化剂以及发展CO₂加氢直接制备低碳醇的新方法极具挑战性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种CO₂加氢直接制备低碳醇联产汽油的方法，制备工艺简便，易于调节。

本发明实现目的所采用的方案是：一种CO₂加氢直接制备低碳醇联产汽油的方法，包括以下步骤：

(1)将催化剂在含有H₂的气氛下在一定温度下还原一定时间，然后在含有CO₂/H₂的气氛下在一定压力下、一定温度下活化一定时间，得到预处理后的催化剂；

(2)将预处理后的催化剂用于催化反应制备低碳醇联产汽油；

其中，所述步骤(1)中催化剂包括K₂O-CuO-MgO-ZnO-Fe₂O₃。

优选地，所述步骤(1)中，K₂O-CuO-MgO-ZnO-Fe₂O₃中K占CuO-MgO-ZnO-Fe₂O₃总质量的0.1％-17.6％，Mg和Zn的摩尔比为3-9:1。