[发明专利]一种合成气直接转化为烯烃的催化剂及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种合成气直接转化为烯烃的催化剂，其特征在于，包括Co的氧化物、助剂和碱金属氧化物；Co的氧化物占催化剂总质量10~91%；助剂为金属氧化物，助剂中金属元素选自Mg、Ca、Zn、Al、Zr、Mn、La和Ce中的一种或多种，助剂占催化剂总质量的5~90%；碱金属氧化物中碱金属选自Li、Na、K、Rb和Cs中的一种或多种，碱金属氧化物中碱金属元素占催化剂总质量的百分比为：3%或6~10%；

所述催化剂通过包括如下步骤的制备方法获得：

1）配置混合盐溶液：将所述钴和助剂中金属元素的无机盐或有机盐溶于水中得到混合盐溶液；

2）配制沉淀剂溶液：将沉淀剂溶解于水中得到沉淀剂溶液；

3）沉淀反应：将步骤1）所述的混合盐溶液和步骤2）的所述沉淀剂溶液并流入上述水中进行共沉淀反应；

4）制备浆料：共沉淀反应结束后，老化、过滤、洗涤得到滤饼；然后加入水，获得浆料；

5）制备无负载的钴催化剂：将步骤4）获得的所述浆料进行喷雾干燥并焙烧后，获得无负载的钴催化剂；

6）碱金属的添加：将步骤5）获得的钴催化剂等体积浸渍碱金属，经旋转蒸发、干燥和焙烧，获得钴催化剂；

步骤5）中，喷雾干燥的条件为：喷雾器入口温度为200~350℃，出口温度为100~180℃。

2.如权利要求1所述的催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

1）配置混合盐溶液：将所述钴和助剂中金属元素的无机盐或有机盐溶于水中得到混合盐溶液；

2）配制沉淀剂溶液：将沉淀剂溶解于水中得到沉淀剂溶液；

3）沉淀反应：将步骤1）所述的混合盐溶液和步骤2）的所述沉淀剂溶液并流入上述水中进行共沉淀反应；

4）制备浆料：共沉淀反应结束后，老化、过滤、洗涤得到滤饼；然后加入水，获得浆料；

5）制备无负载的钴催化剂：将步骤4）获得的所述浆料进行喷雾干燥并焙烧后，获得无负载的钴催化剂；

6）碱金属的添加：将步骤5）获得的钴催化剂等体积浸渍碱金属，经旋转蒸发、干燥和焙烧，获得钴催化剂；

步骤5）中，喷雾干燥的条件为：喷雾器入口温度为200~350℃，出口温度为100~180℃。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤1）中，还包括如下技术特征中的一项或两项：

1）所述无机盐或有机盐选自硝酸盐，盐酸盐，硫酸盐和醋酸盐中的一种或多种；

2）所述混合盐盐溶液的总金属离子摩尔浓度为0.01~5mol/L。

4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤2）中，还包括如下技术特征中的一项或两项：

1）所述沉淀剂选自碳酸钠、碳酸氢钠、氢氧化钠、碳酸钾、碳酸氢钾、氢氧化钾和氨水中的一种或多种；

2）沉淀剂溶液的摩尔浓度为0.01~5mol/L。

5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤3）中，共沉淀的条件为：共沉淀的温度为10~100℃，共沉淀的pH为6~12。

6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤4）中，老化的条件为：老化温度为10~100℃，老化时间为0.5~50h。

7.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤5）中， 焙烧的条件为：焙烧温度为250 ~800℃；焙烧时间为0.5~24h。

8.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤6）中，还包括如下技术特征中的一项或两项：

1）干燥的条件为：干燥温度为20~200℃；干燥时间为0.5~24h；

2）焙烧的条件为：焙烧温度为250~800℃；焙烧时间为0.5~24h。

9.如权利要求1所述的催化剂的用途，其特征在于，用于浆态床反应器中合成气直接制烯烃的反应中。