[發明專利]一種核殼型合成氣直接制低碳烯烴的催化劑及制法和應用

有效

• 申請號: 201510299062.1
• 申請日: 2015-06-03
• 公開（公告）號: CN104888838B
• 公開（公告）日: 2017-07-28
• 發明（設計）人: 李德寶;王俊剛;侯博;賈麗濤;劉巖
• 申請（專利權）人: 中國科學院山西煤炭化學研究所
• 主分類號: B01J29/00
• 分類號: B01J29/00;B01J29/076;C10G2/00;C07C1/04;C07C11/02
• 代理公司: 太原市科瑞達專利代理有限公司14101
• 代理人: 劉寶賢

1.一種核殼型合成氣直接制低碳烯烴的催化劑，其特征在于催化劑由活性組分、助劑和載體組成，其重量百分比組成為：

活性組分：氧化鈷2.0～20%，氧化錳2.5～20%；金屬助劑氧化物0.05～2.0%；載體硅沸石58～95%；活性組分與助劑構成內核，硅沸石為殼層；

催化劑物化性質：內核直徑大小為5～50 nm，殼層厚度為10～100 nm，催化劑比表面積400～1400 m²/g，孔容0.5～2.5 cm³/g，催化劑顆粒直徑大小為60～200 nm。

2.如權利要求1所述的一種核殼型合成氣直接制低碳烯烴的催化劑，其特征在于所述的金屬助劑為釕、銠、鈀、鉑、鑭、鈰、錸、鎂、鋯、銫中的一種或兩種。

3.如權利要求1-2任一項所述的一種核殼型合成氣直接制低碳烯烴的催化劑的制備方法，其特征在于包括如下步驟：

(1)、按催化劑組成，將Co(NO₃)₃?6H₂O和Mn(NO₃)₂分別配制成濃度為10～50wt%的溶液，混合，然后加入可溶性金屬助劑化合物，使其濃度為0.05～2wt%，得到混合溶液，將與混合溶液等體積的25～28wt% NH₃?H₂O溶液并流共沉淀，沉淀物經老化、洗滌、過濾，獲得Co、Mn混合物沉淀；

(2)、以四丙基氫氧化銨為結構導向劑，按摩爾配比為正硅酸乙酯: 四丙基氫氧化銨:異丙醇鋁: H₂O:乙醇＝1.0～3:0.25～0.5:0.025～0.06:50～80:2～5，將這幾種物質依次加入到含有聚四氟乙烯內襯的不銹鋼反應釜中，在60～80℃﹑10～20 rpm下攪拌2～4h直至形成亮黃色均勻溶膠，得溶膠；

(3)、再將Co、Mn混合物沉淀加到溶膠里攪勻，在120～180℃及轉速為10～30 rpm下晶化10～20h，自然冷卻后，用去離子水反復洗至濾液pH值小于8，在60～80℃下干燥12～24h, 以1～3K/min的升溫速率，升溫到450～550℃溫度下焙燒5～10 h以除去有機導向劑，得所需催化劑。

4.如權利要求3所述的一種核殼型合成氣直接制低碳烯烴的催化劑的制備方法，其特征在于所述的可溶性金屬助劑化合物為釕、銠、鈀、鉑、鑭、鈰、錸、鎂、鋯、銫金屬的硝酸鹽或氯化鹽。

5.如權利要求1-2任一項所述的一種核殼型合成氣直接制低碳烯烴的催化劑的應用，其特征在于催化劑用于固定床費托合成反應器,反應條件為： 反應壓力1.5～3 MPa，反應溫度150～300 ^oC，GHSV=1000～2000 h^-1，H₂/CO摩爾比=1.5～3。