[发明专利]一种二氧化碳加氢制取芳烃的方法

权利要求书

1.一种二氧化碳加氢制取芳烃的方法，其特征在于：以含有二氧化碳和氢气的混合气为原料气，在一种复合催化剂的催化作用下直接转化生成芳烃；

所述复合催化剂由铁基二氧化碳加氢制低碳烯烃催化剂作为第一组分，与主要起到烯烃芳构化作用的金属改性或未改性分子筛的一种或两种以上作为第二组分混合而成；第一组分与第二组分质量比为1:10 ~ 10:1；

所述铁基二氧化碳加氢制低碳烯烃催化剂主活性组分为具有良好逆水气变换功能和CO加氢制烯烃功能的FeO、Fe₂O₃、Fe₃O₄中的一种或两种以上，添加或不添加助剂，助剂为氧化物，助剂含量占铁基催化剂总质量的0~20%；所述助剂为K氧化物、Na氧化物、Cu氧化物、Mn氧化物、V氧化物、Zr氧化物、Zn氧化物、Ce氧化物中的一种或两种以上；所述分子筛指含有十元环孔道结构的分子筛，具体为ZSM-5、ZSM-22、ZSM-23、MCM-22分子筛中的一种或两种以上，所用分子筛的硅铝比为20~200；

改性分子筛所用金属包括Mo、Ga、Cr、La、Cu、Zn中的一种或两种以上，金属元素占改性分子筛质量的0.1% ~ 20%。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：第一组分与第二组分质量比为1:3 ~ 3:1；所述铁基二氧化碳加氢制低碳烯烃催化剂主活性组分为Fe₃O₄，助剂含量占铁基催化剂总质量的0.5 ~ 10%；所述分子筛指含有十元环孔道结构的分子筛为ZSM-5和MCM-22分子筛的一种或两种；

改性分子筛所用金属元素占改性分子筛质量的0.5% ~ 10%。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：其采用铁基CO₂加氢制低碳烯烃催化剂组分具备下述特征：

铁基CO₂加氢制低碳烯烃催化剂组分采用下述过程之一制备：

A.催化剂采用一步合成法：包括以下步骤：

（1）按照催化剂组成配比，将可溶性的Fe(II)盐和可溶性的Fe(III)盐混合形成盐溶液、或将可溶性的Fe(II)盐、可溶性的Fe(III)盐和助剂盐混合形成盐溶液，盐溶液中Fe(III)浓度0.02~0.8 mol/L，并加入浓度为3~12.1 mol/L的HCl溶液调节pH值= 0~3；盐溶液中Fe(III)与Fe(II)的摩尔比2: (0.8~2.8)；可溶性的Fe(II)盐、可溶性的Fe(III)盐指能够溶于水的盐类化合物；助剂盐为能溶于水的盐类化合物；

（2）向(1)中加入碱溶液；逐渐将溶液的pH值= 0~3调至碱性pH值= 9~12；滴加完毕后，老化1~10 h；碱溶液指能够调节溶液pH值的碱性溶液；碱溶液浓度为0.1~8 mol/L；

（3）反应结束后，利用磁场吸附、离心或抽滤的方法将沉积产物从（2）中分离，并将沉积产物用去离子水充分洗涤，烘干，焙烧或不进行焙烧，焙烧温度200~600 ℃，焙烧时间2~10h，即制得含有助剂的铁基催化剂；

B.或，催化剂先采用共沉淀法合成Fe₃O₄，然后采用浸渍法加入助剂：包括以下步骤：

（1）按照催化剂组成配比，将可溶性的Fe(II)盐和可溶性的Fe(III)盐混合形成盐溶液，盐溶液中Fe(III)浓度0.02~0.8 mol/L，并加入浓度为3~12.1 mol/L的HCl溶液调节pH值= 0~3；盐溶液中Fe(III)与Fe(II)的摩尔比2: (0.8~2.8)；

（2）向（1）中加入A方法中所述碱溶液；逐渐将溶液的pH值= 0~3调至碱性pH值= 9~12；滴加完毕后，老化1~10 h；

（3）反应结束后，利用磁场吸附、离心或抽滤的方法将沉积产物从（2）中分离，并将沉积产物用去离子水充分洗涤，烘干，即制得活性成分Fe₃O₄；

（4）采用浸渍法将助剂盐与活性成分组合形成催化剂，具体过程为：按所需助剂含量，计算理论所需助剂盐的量，配成助剂盐的水溶液，将（3）中制备得到的Fe₃O₄等体积浸渍于溶液中，经过搅拌、静置、烘干、焙烧程序，焙烧温度200~600 ℃，焙烧时间2~10 h，即制得含有助剂的铁基催化剂。