[發明專利]含鐵和銅的多相催化劑和通過用氫氣轉化一氧化碳制備烯烴的方法

有效

• 申請號: 201080055081.5
• 申請日: 2010-10-28
• 公開（公告）號: CN102665899A
• 公開（公告）日: 2012-09-12
• 發明（設計）人: J·施泰納;K·貝;V·維爾納;J·阿曼;S·布恩澤爾;C·摩斯巴赫;J·穆勒;E·施瓦布;M·韋伯
• 申請（專利權）人: 巴斯夫歐洲公司
• 主分類號: B01J23/745
• 分類號: B01J23/745;B01J23/72;B01J23/00;B01J37/08;C07C1/04
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 林柏楠;劉金輝

1.一種制備含鐵和銅的多相催化劑的方法，包括以下步驟：

I.將氣態五羰基鐵熱分解得到具有球形初級粒子的羰基鐵粉末，

II.用氫氣處理在步驟I中獲得的羰基鐵粉末，使得金屬球形初級粒子至少部分地聚集，

III.使來自步驟II的鐵粒子（聚集體=二級粒子，以及任何仍然存在的初級粒子）進行表面氧化，形成氧化鐵，

IV.使來自步驟III的粒子與銅化合物的水溶液接觸，

V.在氧氣的存在下干燥，并且隨后在不存在氧氣的情況下煅燒，首先得到在所述粒子上的含氧的銅化合物，最后這些化合物與氧化鐵反應形成具有式Cu_xFe_3-xO₄的混合氧化物，其中0<x≤1。

2.根據權利要求1的方法，其中在步驟III中的氧化是用氧氣進行的。

3.根據權利要求1或2的方法，其中使所述粒子在步驟IV中與銅鹽的水溶液接觸。

4.根據權利要求3的方法，其中所述銅鹽是硝酸銅或碳酸銅。

5.根據前述任一項權利要求的方法，其中在步驟V中的粒子的干燥是在50-150℃范圍內的溫度下進行，并且所述粒子的煅燒是在500-800℃范圍內的溫度下進行。

6.根據前述任一項權利要求的方法，其中在步驟I中獲得的球形初級粒子具有在0.01-50微米范圍內的直徑。

7.根據前述任一項權利要求的方法，其中在步驟III中使用的二級粒子（=聚集體）具有在10-250微米范圍內的直徑。

8.根據前述任一項權利要求的方法，其中在步驟I中獲得的初級粒子具有大于97重量%的鐵含量。

9.根據前述任一項權利要求的方法，其中在步驟I中獲得的初級粒子是不含孔的。

10.根據前述任一項權利要求的方法，其中在步驟I中獲得的羰基鐵粉末不含任何線狀初級粒子。

11.根據前述任一項權利要求的方法，其中在步驟V中獲得的催化劑用Cu的總摻雜量是在0.5-4重量%范圍內（基于鐵）。

12.根據前述任一項權利要求的方法，其中所述粒子另外用總量為0.01-1重量%（基于鐵）的堿金屬離子和/或堿土金屬離子摻雜。

13.根據前述任一項權利要求的方法，其中所述粒子另外用總量為0.01-1重量%（基于鐵）的鉀離子和/或鈉離子摻雜。

14.根據權利要求12或13的方法，其中在步驟IV中的摻雜是通過使所述粒子（二級粒子和任何仍然存在的初級粒子）與堿金屬化合物和/或堿土金屬化合物的水溶液接觸進行。

15.根據前述任一項權利要求的方法，其中在步驟II和III之間另外包括以下步驟IIa和IIb：

IIa.使聚集體（=二級粒子）與五羰基鐵接觸，

IIb.將在步驟III中施用的五羰基鐵熱分解得到至少主要不含孔和不含空隙的二級粒子。

16.根據權利要求15的方法，其中所述聚集體與液態或氣態的五羰基鐵在步驟IIa中接觸。

17.根據權利要求15或16的方法，其中所述五羰基鐵在IIb中的熱分解是在150-350℃范圍內的溫度下進行的。

18.一種含鐵和銅的多相催化劑，其可以通過根據前述任一項權利要求的方法獲得。

19.一種通過一氧化碳和氫氣在催化劑存在下反應制備烯烴的方法，其中使用根據權利要求18的含鐵和銅的多相催化劑作為催化劑。

20.根據權利要求19的方法，其中所述反應在200-500℃的溫度下進行。

21.根據權利要求19或20的方法，其中所述反應在1-100巴范圍內的絕對壓力下進行。

22.根據權利要求19-21中任一項的方法，用于制備C2-C4烯烴。

23.根據權利要求19-22中任一項的方法，其中一氧化碳和氫氣以合成氣的形式用于所述反應。

24.根據權利要求19-23中任一項的方法，其中一氧化碳和氫氣按照在2:1至1:2范圍內的摩爾比使用。

25.根據權利要求23或24的方法，其中合成氣含有二氧化碳（CO₂）。