[发明专利]一种双功能催化剂及CO加氢直接转化制低碳烯烃的方法

权利要求书

1.一种双功能催化剂，由Ⅰ+Ⅱ两部分经物理混合成型制备，组分Ⅰ与组分Ⅱ的质量比值为0.1~10；所述组分Ⅰ为含有适量分散剂的复合金属氧化物，所述复合金属氧化物由金属A与金属B的氧化物组成，其中元素A为In或Ga，元素B为Ga、Ce、Zn、Al、Zr或Mn，且A、B元素不同时为相同元素，A、B元素的原子比值为0.1~10；所述组分Ⅱ为使用特定模板剂合成的具有一定拓扑结构和环尺寸及SiO₂/P₂O₅摩尔比的分子筛，所述特定模板剂为三甲基乙基氢氧化铵、六亚甲基亚胺、N,N-二异丙基乙胺、环己胺、1-金刚烷胺、四乙基氢氧化铵中的一种，所述分子筛的拓扑结构为LEV、ERI、AEI、CHA中的一种，所述分子筛的环尺寸为4、5、6、8元环，分子筛中SiO₂/P₂O₅摩尔比不大于1。

2.根据权利要求1所述的双功能催化剂，其特征在于，组分Ⅰ中复合金属氧化物为In-Ga、In-Ce、In-Zn、Ga-Al、Ga-Zr、Ga-Zn、Ga-Mn、Ga-Ce中的一种；复合金属氧化物中含有的分散剂为Al₂O₃、SiO₂、TiO₂、CeO₂中的一种，其质量百分含量为组分Ⅰ的0~20 wt%；所述组分Ⅱ的分子筛的环尺寸为4、6、8元环，分子筛中SiO₂/P₂O₅摩尔比为0.2~0.6。

3.根据权利要求1或2所述的双功能催化剂，其特征在于，组分Ⅰ的制备方法为：将配制好的A与B的金属盐混合溶液与沉淀剂同时滴加到含有分散剂的溶剂C中进行共沉淀反应，所述沉淀温度控制在40~90 ℃，沉淀pH值控制在6.0~8.0，经陈化、离心、洗涤至中性，干燥并在400~650 ℃焙烧2~12 h得到复合金属氧化物。

4.根据权利要求3所述的双功能催化剂，其特征在于，组分Ⅰ在共沉淀反应中，所述溶剂C为去离子水、乙醇、丙三醇和1,4-丁二醇中的一种；优选为去离子水或1,4-丁二醇。

5.根据权利要求1或2所述的双功能催化剂，其特征在于，所述组分Ⅱ的分子筛的制备条件为，在晶化条件为100 ℃放置12~24 h，然后140~210 ℃放置24~120 h，晶化完成后离心、洗涤至中性，并在450~600 ℃焙烧2~20 h。

6.根据权利要求5所述的双功能催化剂，其特征在于，所述组分Ⅱ的分子筛的弱酸含量为0.01~0.8 mmol/g，粒径分布范围为0.05~10 μm。

7.根据权利要求6所述的双功能催化剂，其特征在于，所述组分Ⅱ的拓扑结构为LEV、ERI、AEI、CHA，具体为用于合成乙烯的分子筛的型号为SAPO-67、Nu-3、SAPO-35、ALPO-17、SAPO-17中的一种，以及合成丙烯的分子筛的型号为ALPO-18、SAPO-18、SAPO-34中的一种。

8.一种CO加氢直接转化制低碳烯烃的方法，其特征在于，选用权利要求3或7中任一项所述的双功能催化剂，常压活化后，以H₂/CO摩尔比为1.0~3.0的合成气为反应原料，在固定床或移动床上进行转化反应，反应条件为：反应温度360~440 ℃，反应压力1~5 MPa。

9.根据权利要求8所述的CO加氢直接转化制低碳烯烃的方法，其特征在于，所述的双功能催化剂常压活化的条件为：活化温度350~550 ℃，活化时间为2~8 h，活化气氛为H₂、CO、H₂/CO、Ar气体的一种。