[发明专利]一种用于合成气直接制取低碳α-烯烃的催化剂及其制备方法

权利要求书

1.一种用于合成气直接制取低碳α-烯烃的催化剂的制备方法，其特征在于，所述方法包括步骤：

(1)将含有铁元素及第二金属元素的有机溶液和表面活性剂混合，置于零下30℃至30℃形成前驱体溶液；优选零下30℃至零下5℃；更优选零下20℃至零下5℃；

(2)使前驱体溶液与沉淀剂混合得到沉淀物；

(3)沉淀物经含有其他元素的水溶液浸渍后，干燥、煅烧得到用于合成气直接制取低碳α-烯烃的催化剂。

2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第二金属元素选自下述的一种或两种以上：镍、铜、锰、钒、锌、钴、钼和铌；所述其他元素选自下述的一种或两种以上：铬、铈、镧、锆、钠、铟、锡和钾。

3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述含有铁元素及第二金属元素的有机溶液是将铁源及第二金属源与有机溶剂混合均匀而得；

所述铁源选自下述的一种或两种以上：硫酸铁、亚硫酸铁、氯化铁、氯化亚铁、硝酸亚铁、硝酸铁、柠檬酸铁、柠檬酸铁铵、羟基铁、乙酸铁、羰基铁、碳酸铁。；

所述第二金属源选自下述的一种或两种以上：镍、铜、锰、钒、锌、钴、钼、铌的硫酸盐、碳酸盐、硝酸盐和氯化物；优选铜；

所述有机溶剂选自下述的一种或两种以上：甲醇、乙醇、乙二醇、丙三醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、戊醇、甲苯、二甲苯、氯仿、丙酮、乙二胺、三乙胺、三乙醇胺、聚醚和聚乙烯醇；

所述含有其他元素的水溶液是其他元素源水溶液；所述其他元素源选自下述的一种或两种以上：铬、铈、镧、锆、钠、铟、锡、钾的硫酸盐、碳酸盐、硝酸盐和氯化物。

4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述前驱体溶液与沉淀剂混合使pH在3-12，包括在前驱体溶液中匀速滴加沉淀剂、在沉淀剂中匀速滴加前驱体溶液、或前驱体溶液和沉淀剂同时匀速滴加；滴加速度为0.2-12mL/分钟。

5.如权利要求1-4任一项所述的制备方法，其特征在于，所述表面活性剂选自下述的一种或两种以上：十二烷基苯磺酸、十二烷基苯磺酸钠、十六烷基三甲基溴化铵、丁二酸(-2-乙基)己酯磺酸钠、亚油酸钠、油酸、聚乙二醇、吐温-80和聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯(P123)。

6.一种通过如权利要求1-5任一项所述的制备方法制得的催化剂，以催化剂的总重量计，所述催化剂包括下述金属氧化物：

40-80wt％ 铁氧化物

15-40wt％ 第二金属氧化物

0％-35％ 其他金属氧化物；

所述第二金属选自下述的一种或两种以上：镍、铜、锰、钒、锌、钴、钼和铌；

所述其他金属选自下述的一种或两种以上：铬、铈、镧、锆、钠、铟、锡或钾。

7.如权利要求6所述的催化剂，其特征在于，所述的催化剂的比表面积为30-500m²/g。

8.一种如权利要求6或7所述的催化剂在合成气直接制取低碳α-烯烃中的应用。

9.如权利要求8所述的应用，其特征在于，所述合成气为摩尔比CO:H₂＝1:(0.5-5)的CO与H₂的混合气，分子中碳原子数5-20的长链烷烃在总产物中的选择性为2.0％-10.0％。

10.一种合成气直接制取低碳α-烯烃的方法，其特征在于，所述方法包括步骤：

(i)在200-500℃，0-5.0MPa压力下，用摩尔比CO:H₂＝1:(0.5-5)的CO/H₂混合气，H₂或者CO气氛对如权利要求6或7所述的催化剂进行原位还原处理，还原时间为5-50小时；

(ii)将合成气通过装有步骤(i)还原后的催化剂的反应器进行反应，反应温度T为200℃≤T≤500℃，反应压力P为0.5MP≤P≤5MPa，反应空速GHSV为800h^-1≤GHSV≤30000h^-1；反应器出口收集得到C2-C8α-烯烃产品。