[发明专利]一种合成低碳醇和轻质烃混合物的催化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种合成低碳醇和轻质烃混合物的催化剂及其制备方法，属于有机化学合成技术领域。

背景技术

CO催化加氢合成低碳混合醇(C1-C6混合醇)和烃类是煤炭资源洁净利用的重要途径之一。一般，工业上烃类的合成和低碳混合醇的合成是分开进行的，前者采用F-T合成催化剂，而低碳醇的合成一般采用专门的催化剂。

专利CN101190412公开了一种用于合成气制备烃类的铁催化剂，其特征在于该催化剂组成以元素重量比表示为：Fe∶Mn∶Ca∶Al∶K＝100∶(5～100)∶(0.1～10)∶(0.1～20)∶(0.1～20)。该催化剂是将熔融的Fe、Mn、Al合金以大于106℃/s的冷却速率快速固化获得合金，然后通过碱抽提合金，除去合金中的大部分铝，进而用浸泡的方法将钙、钾担载到骨架铁的主体上得到的。该催化剂用于费托合成反应时，具有高的活性和高的C^＝₂-C^＝₄、C⁺₅烃选择性。

专利CN1395993公开了一种费托合成用铁基催化剂的制备方法，采用廉价的硫酸亚铁原料，通过氧化剂H₂O₂氧化获得硫酸铁溶液，然后与硝酸镧和铜盐混合溶液混合，用碱性化合物进行快速共沉淀，沉淀浆液洗涤后，料浆进一步加入不同模数的硅酸钾水玻璃溶液，然后喷雾干燥制得铁基催化剂，或烘干焙烧后压片成型制得适于固定床反应器的铁基催化剂。该制备方法成本低，适合于工业连续化大规模生产，且制得的催化剂既可用于固定床费托合成反应，又可用于浆态床费托合成反应。关于合成低碳醇的专利也有许多。

专利CN1428192公开了一种合成低碳醇的催化剂，催化剂的摩尔百分比组成为：Zr∶40～60％；Cu∶20～40％；MA∶1％～10％；Ni 1～30％；Mn 1-10％；其中MA是碱金属、碱土金属及过渡元素中的一种或几种元素的组合。其制备方法采用共沉淀法制备。

专利CN1179993提供了一种合成气制低碳醇的铑基催化剂及其制备方法，催化剂采用分步浸渍、分步还原方法制得。

专利CN101733135A提供了一种耐硫低碳醇催化剂：MC-M1-M2，以M金属碳化物为活性组分，加入M1和M2金属元素作为助剂，M1∶M2∶M的摩尔比为0.01-0.5∶0.1-1∶1；式中M为Mo、W和V的一种或几种；M1是Fe、Fe、Ni、Cr、Mn、La、Y或Ce的一种或几种；M2是K、Na、Be、Mg中的一种或几种。

专利CN101804354A提供一种由合成气制低碳醇催化剂及其制备方法和应用。最终制备的催化剂组成为(摩尔百分比)：Cu：25～60％；Fe：10～40％；Zn：20～50％；Cr：0～10％；Mn：0～10％；MA：1～20％。其中MA是碱金属、碱土金属及过渡金属中的一种或几种元素的组合。

由于大规模工业生产的低碳醇的主要应用领域是作为液体燃料掺在汽油中使用，而单纯合成低碳醇时收率较低，如果能够一步合成出相容性好的低碳醇和轻质烃的混合物，不但有利于提高装置的生产负荷，而且还很好的解决了醇油相容性问题，可谓一举两得。目前在这方面未见专利报道。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种能够一步合成出相容性好的低碳醇和轻质烃的混合物的催化剂及其制备方法。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种合成低碳醇和轻质烃混合物的催化剂，由以下重量百分比的各原料组成：CuO 15％～70％，CoO 5％～60％，Fe₂O₃ 5％～50％，ZnO 5％～30％，YO_n含量为5％～50％，M_XO 0.2～6％，

其中，所述Y为Zr、Al或Ti；所述M为碱金属或碱土金属。

本发明的有益效果是：本发明的催化剂具有极好的催化活性，可同时生产低碳醇和轻质烃(即C5-C20)。

本发明解决上述技术问题的另一技术方案如下：

一种合成低碳醇和轻质烃混合物的催化剂的制备方法，包括以下步骤：

1)将Cu的可溶性盐、Co的可溶性盐、Fe的可溶性盐、Zn的可溶性盐和Y的可溶性盐的混合物的水溶液与沉淀剂水溶液共沉淀形成合成低碳醇和轻质烃混合物的催化剂母体；其中，所述Y为Zr、Al或Ti；

2)将步骤1)中得到的所述母体再依次经过水洗、干燥、焙烧、成型，即得所述催化剂。