[发明专利]一种改性的金属氧化物-分子筛复合物及其制法和应用

说明书

本发明提供了一种用于合成气制低碳烯烃的改性的金属氧化物‑分子筛复合物及其制法和应用，其中改性的金属氧化物‑分子筛复合物包括金属阳离子以及金属氧化物‑分子筛复合物；所述金属阳离子选自Li⁺、Na⁺、K⁺、Mg²⁺、Al³⁺、Ca²⁺、Ni²⁺、Cu²⁺、Zn²⁺、Ru⁺、Rh⁺、Pd⁺、Ag⁺、Pt⁺、Au⁺、La²⁺中的一种或多种混合。该改性的金属氧化物‑分子筛复合物作为双功能催化剂，用于合成气制低碳烯烃反应时，能够显著抑制目标产物发生副反应(过加氢反应)，从而提高烯烃选择性，减少副产物烷烃以及甲醇的生成。

技术领域

本发明涉及一种金属氧化物-分子筛复合物及其制法和应用，特别涉及一种用于合成气制低碳烯烃反应的金属阳离子改性的金属氧化物-分子筛复合物及其制法和应用。

背景技术

低碳烯烃(乙烯、丙烯)是合成树脂、合成纤维及橡胶的化工基础原料，在国民经济中占有重要地位。长期以来，中国低碳烯烃生产的原料大多是石油基的石脑油、裂解轻油以及加氢尾油，原油的不足严重制约着中国低碳烯烃工业的发展。开发新型低碳烯烃生产技术、拓展烯烃生产原料，能够促进石化行业原料多样化，缓解石油资源供不应求带来的压力，在确保能源战略安全同时，实现国民经济可持续发展。

煤基合成气耦合转化路线，即合成气在金属氧化物-分子筛双功能催化剂催化作用下转化合成烯烃路线，是低碳烯烃生产的重要研究方向之一。文献[Science.2016,351,1065]报道了一种OX-ZEO双功能催化剂体系催化转化制低碳烯烃过程。合成气直接转化成(C2-C4)，单程转化率17％的前提下，烯烃选择性80％，烷烃14％，而甲烷选择性仅仅2％。文献[Angew.Chem.Int.Ed.2016,55,1]同样报道了一种双功能催化剂(Zr-Zn/SAPO-34)，在较温和条件下(1MPa/400℃/H₂：CO＝2：1)，低碳烯烃选择性达74％，CO转化率为11％。文献[ChemCatChem.2018,10,1536]报道了一种Zr-In₂O₃/SAPO-34耦合体系，在2MPa/400℃/H₂：CO＝1：1反应条件下，实现CO转化率27.7％，烯烃选择性73.6％。文献[Chem.Sci.,2018,9,4708-4718]选用Zr-Zn/SSZ-13作为双功能催化剂，同样实现了合成气直接转化制低碳烯烃，但反应过程中副产物C2-4烷烃选择性(18％)较高。

综上所述，耦合催化剂体系能够实现合成气直接转化制备低碳烯烃，但是受催化剂体系性质所限，反应过程中CO转化率低，尤其是烯烃选择性不高。因此，构筑新型的高性能耦合催化剂体系，实现合成气高效转化具有非常广阔的工业应用价值。

发明内容

基于现有技术中耦合催化剂体系反应活性低，目标产物选择性不高、副产物选择性高的缺陷，本发明提供了一种改性的金属氧化物-分子筛复合物及其制法和应用，该改性的金属氧化物-分子筛复合物作为双功能催化剂，用于合成气制低碳烯烃反应时，能够显著抑制目标产物发生副反应(过加氢反应)，从而提高烯烃选择性，减少副产物烷烃以及甲醇的生成。

本发明第一方面提供了一种用于合成气制低碳烯烃的改性的金属氧化物-分子筛复合物，包括金属阳离子以及金属氧化物-分子筛复合物；