[发明专利]一种用于合成气转化制取甲烷并联产低碳烯烃反应的催化剂、其制备及应用

权利要求书

1.一种用于合成气制取甲烷并联产低碳烯烃反应的催化剂，其特征在于，是以组成ACuFe₂O₃所表示的铁基催化剂，其活性组分为Fe₂O₃，组分A和Cu为催化剂助剂，其中，

活性组分Fe₂O₃，占催化剂总重量的55.0-98.5wt％；

组分A为Mn、K、Zn、Zr中的任意一种或者几种的混合，以金属氧化物计，占催化剂总重量的1.0-15.0wt％；

催化剂助剂Cu以金属氧化物计，占催化剂总重量的0.5-7.0wt％。

2.按照权利要求1所述的催化剂，其特征在于：所述活性组分Fe₂O₃以金属氧化物计，占催化剂总重量的78.0-95.0wt％。

3.按照权利要求1或2所述的催化剂，其特征在于：所述助催化剂A为Mn，其含量以金属氧化物计，占催化剂总重量的4.0-10.0wt％。

4.按照权利要求1或2所述的催化剂，其特征在于：所述助剂Cu含量以金属氧化物计，占催化剂总重量的1.2-5.5wt％。

5.一种权利要求1所述催化剂的制备方法，其特征在于，采用共沉淀法制备，包括以下步骤：

a)按所述催化剂中各组分的重量百分比，将含有Fe³⁺和Cu²⁺离子的水溶液加入25-50℃的氨水溶液中，搅拌所得沉淀物至均匀，所得沉淀物pH值为3.0-10.0；

b)步骤a)中所得沉淀物经5-20小时老化、80-150℃干燥和400-800℃焙烧处理1～20小时，得到焙烧样品；

c)将步骤b)中所得焙烧样品置于含有组分A所述金属离子的水溶液中浸渍，浸渍完成后经80-150℃干燥、400-800℃焙烧1～20小时，得到所述的铁基催化剂。

6.一种合成气转化制取甲烷并联产低碳烯烃的方法，将合成气通过装有权利要求1所述铁基催化剂的反应器反应，制取甲烷并联产低碳烯烃，所述合成气转化制取甲烷并联产低碳烯烃的反应温度t为300℃≤t≤500℃，反应压力P为0.5MPa≤P≤4.0MPa，反应体积空速GHSV为1000h^-1≤GHSV≤15000h^-1。

7.按照权利要求6所述的方法，其特征在于，所述低碳烯烃为分子中碳原子数不大于4的烯烃中的任意一种或者几种的混合。

8.按照权利要求6所述的方法，其特征在于，所述低碳烯烃在产物中的选择性为1.0％-50.0％。

9.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，所述铁基催化剂在反应前，先用CO和/或H₂气体对其进行还原处理，还原处理的条件为：温度300-500℃，压力0.1-1.5MPa，还原处理时间5-18h。

10.按照权利要求6、7或8所述的方法，其特征在于，所述合成气中H₂与CO的摩尔比为0.5-6.0。