[發明專利]一種用于合成氣制取低碳烯烴的催化劑的制備方法及應用

有效

• 申請號: 201310285493.3
• 申請日: 2013-07-08
• 公開（公告）號: CN103331171A
• 公開（公告）日: 2013-10-02
• 發明（設計）人: 韓一帆;徐晶;李洪臨;戴薇薇;蘇俊杰;吳婷
• 申請（專利權）人: 華東理工大學
• 主分類號: B01J23/889
• 分類號: B01J23/889;C07C11/02;C07C1/04;C10G2/00
• 代理公司: 上海順華專利代理有限責任公司 31203
• 代理人: 談順法

1.一種用于合成氣制取低碳烯烴的催化劑的制備方法，其特征在于，所

述方法包括以下步驟：

（1）所述催化劑包括活性組分、載體和助劑，其質量百分比如下：

活性組分???????????15～40%

載體???????????????30～85%

助劑???????????????0～30%；

（2）按比例取步驟（1）的各組分，并加入催化劑總質量10%的結構導向劑，將活性組分、助劑和結構導向劑進行粉磨處理至40-200目，將處理好的粉末與上述原料質量總和15倍的有機溶液一起攪拌成鐵源溶液，至溶液均勻；

（3）用蠕動泵以10～300ml/h的流量泵入的步驟（2）的鐵源溶液，與10～300L/h流量的氣體一起吹入加熱設備恒溫段，恒溫段溫度為200～2000℃中；

（4）將步驟（3）出口的產品氣體通過冷卻器進行沉積收集；

（5）將載體粉磨處理至40-300目，與步驟（4）得到的沉積物充分混合，混合后200-800℃煅燒2-20h，得到所需的催化劑；

其中，所述活性組分為含鐵化合物，使用的鐵源前軀體為帶結晶水的含鐵無機鹽，以金屬氧化物計，

所述的載體為Al₂O₃、TiO₂、SiO₂、MgO、SiC、C、MnO₂、ZnO、ThO₂、介孔分子篩、沸石中的一種或者幾種的混合，

所述的助劑為選自Li、Na、K、Cs、Cu、Co、Ni、Zn、S、Mo、Mn、Rb、Ir、Ti、Sc、Ce、Zr、Mg、V、W、Cr中的一種或者任意幾種的混合，以金屬氧化物計，

所述的有機溶液選自甲醇、乙醇、乙二醇、正丙醇、異丙醇、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、聚醚一種或幾種，

所述的結構導向劑為氨基酸、尿素、甲基吡啶、喹啉、苯胺、十八胺、十六烷基三甲基溴化銨、苯甲醇、聚乙二醇中的一種或幾種的混合物，

步驟（3）中所述的氣體為Ar、N₂、He氣體中一種或兩種按體積比1:1比例的混合氣體。

2.如權利要求1所述的用于合成氣制取低碳烯烴的催化劑的制備方法，其特征在于，所述的鐵源前驅體選自：硝酸鐵、檸檬酸銨鐵、羰基鐵、氯化鐵、氯化亞鐵、硫酸鐵、氯化亞鐵、硫酸亞鐵中的一種或幾種的混合物。

3.如權利要求1所述的用于合成氣制取低碳烯烴的催化劑的制備方法，其特征在于，加熱設備可為管式爐、反射煤爐、電爐、或中頻加熱爐。

4.如權利要求1所述的用于合成氣制取低碳烯烴的催化劑的制備方法，其特征在于，所述的粉磨采用干磨方式，為手工研磨或機械研磨；研磨設備為球磨機、輪碾機、振動磨中的一種；研磨介質為選自陶瓷、剛玉、瑪瑙、不銹鋼、氮化鎢、碳化鎢、氧化鎢、碳化硅中的一種。

5.如權利要求1所述的用于合成氣制取低碳烯烴的催化劑的制備方法，其特征在于，所述催化劑的比表面積為1-1500m²/g。

6.如權利要求1所述的用于合成氣制取低碳烯烴的催化劑的應用，其特征在于，將所述的催化劑用于合成氣制取低碳烯烴并聯產汽油，所述應用方式包括如下步驟：

1）在200-500℃溫度下、0-5.0MPa壓力下，用摩爾比CO：H₂=1：（0.5-5）的CO+H₂混合氣或者H₂氣對所述催化劑進行還原處理，還原時間為5-50h，

2）將合成氣通過裝有所述催化劑的反應器反應，反應溫度t為200℃≤t≤500℃，反應壓力P為0.5MPa≤P≤4.0MPa，反應提及空速GHSV為800h^-1≤GHSV≤15000h^-1；反應器出口收集得到C₂-C₄烯烴及汽油產品；

其中，所述汽油為分子中碳原子數5-20的長鏈烷烴、烯烴的任意一種或者幾種的混合，所述長鏈烷烴在總產物中的選擇性為2.0%-10.0%，

所述合成氣為摩爾比CO：H₂=1：（0.5-5）的CO與H₂混合氣。