[發明專利]一種用于合成氣直接制備烯烴和芳烴的催化劑及其應用

有效

• 申請號: 201811585619.8
• 申請日: 2018-12-25
• 公開（公告）號: CN109569704B
• 公開（公告）日: 2020-10-09
• 發明（設計）人: 劉小浩;胥月兵;姜楓;劉冰
• 申請（專利權）人: 江南大學
• 主分類號: B01J29/48
• 分類號: B01J29/48;B01J29/46;C07C1/04;C07C11/02;C07C9/04;C07C9/00;C07C15/04;C07C15/06;C07C15/08;C07C15/02
• 代理公司: 哈爾濱市陽光惠遠知識產權代理有限公司 23211
• 代理人: 張勇

1.一種用于合成氣直接制備烯烴和芳烴的催化劑，其特征在于，所述催化劑由費托合成活性組分、助劑、惰性材料和分子篩組成，其中，一部分助劑負載在分子篩上，分子篩外層包覆有惰性材料，費托合成活性組分和另一部分助劑負載在惰性材料上；所述費托合成活性組分為Fe、Co或Ru中的一種或兩種以上的氧化物，所述助劑為K、Na、Mg、P、Cu、Zn、Zr、Mn或Ni中的一種或兩種以上氧化物，所述惰性材料為SiO₂或Al₂O₃中一種或兩種；所述分子篩為HZSM-5或HMCM-22中一種或兩種；其中，所述催化劑通過以下方法制備得到：

（1）采用原子層沉積法將助劑負載于分子篩外表面；

（2）將步驟（1）得到的分子篩材料浸漬于含惰性材料前驅體的溶液中，經過攪拌、水熱反應、干燥、焙燒操作后，得到含有惰性材料層的分子篩；

（3）采用等體積浸漬法或共沉淀法將費托合成活性組分前驅體、助劑前驅體負載到步驟（2）制備得到的含有惰性材料層的分子篩上，攪拌、去除溶劑、干燥、焙燒即可制備得到所述催化劑；

其中，所述惰性材料前驅體為氧化硅、硅酸鈉、正硅酸丙酯、六甲基二硅氧烷、正硅酸乙酯、正硅酸異丙酯、氧化鋁、三水異丙醇鋁、鋁酸鈉、硫酸鋁、薄水鋁石或三水鋁石中的一種或幾種；所述費托合成活性組分前驅體、助劑前驅體為費托合成活性組分或助劑中的金屬組分的可溶性鹽。

2.根據權利要求1所述的一種用于合成氣直接制備烯烴和芳烴的催化劑，其特征在于，所述費托合成活性組分的質量占催化劑總質量的5~70%；所述分子篩的質量占催化劑總質量的5~70%；所述助劑的總質量占催化劑總質量的0.02~10%；所述惰性材料的質量占催化劑總質量的1~20%；其中，負載在分子篩上的助劑質量占催化劑總質量的0.01-5%。

3.根據權利要求1或2所述的一種用于合成氣直接制備烯烴和芳烴的催化劑，其特征在于，所述分子篩具有片狀結構，厚度為10 nm~500 nm。

4.根據權利要求1或2所述的一種用于合成氣直接制備烯烴和芳烴的催化劑，其特征在于，所述分子篩中的硅鋁比為10~500。

5.根據權利要求3所述的一種用于合成氣直接制備烯烴和芳烴的催化劑，其特征在于，所述分子篩中的硅鋁比為10~500。

6.權利要求1~5任一項所述用于合成氣直接制備烯烴和芳烴的催化劑在利用合成氣直接加氫聯產烯烴和芳烴化合物的反應中的應用。

7.根據權利要求6所述的應用，其特征在于，所述合成氣為包括CO或CO₂或兩者混合物和H₂，其中CO或CO₂或兩者混合物與H₂的體積比值為0.1~10。

8.根據權利要求6或7所述的應用，其特征在于，所述反應的條件為：反應溫度為150~600℃，反應壓力為0.1~5MPa，反應空速為500~50000 h^-1，反應時間為1~5000 h。