[发明专利]用于费托合成产物低碳烯烃齐聚的催化剂及制备和应用

权利要求书

1.一种用于费托合成产物低碳烯烃齐聚的催化剂，其特征在于，所述的催化剂主要由ZSM-5分子筛组成，并含有氧化锆、氧化锌、氧化镧、氧化镍或非金属助剂中的一种或几种，各组分重量百分比为：

2.根据权利要求1所述的一种用于费托合成产物低碳烯烃齐聚的催化剂，其特征在于，所述的催化剂选择以下组分及重量百分比：

氧化锆0.1～8.0％；氧化锌0～8.0％；氧化镧0～5.0％；氧化镍0～5.0％；非金属助剂0～6.5％ZSM-5分子筛67.5～99.9％。

3.根据权利要求1所述的一种用于费托合成产物低碳烯烃齐聚的催化剂，其特征在于，所述的催化剂选择以下组分及重量百分比：

氧化锆0.5～5.0％；氧化锌0～5.0％；氧化镧0～2.0％；氧化镍0～5.0％；非金属助剂0～6.5％；ZSM-5分子筛76.5～99.5％。

4.根据权利要求1所述的一种用于费托合成产物低碳烯烃齐聚的催化剂，其特征在于，所述的非金属助剂选自氟、氧化硼或五氧化二磷中的一种或几种。

5.一种如权利要求1～4任一项所述的用于费托合成产物低碳烯烃齐聚的催化剂的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

第一步，制备ZSM-5分子筛：

1)将Si盐和Al盐按分别配成溶液，其中Si盐为Na₂SiO₃·9H₂O、硅溶胶或水玻璃，Al盐为Al₂(SO₄)₃·18H₂O、Al(NO₃)₃·9H₂O铝溶胶或NaAlO₂；

2)将Al盐溶液缓慢加入至Si盐溶液中，其中硅铝摩尔比10～200：1，搅拌3～10分钟，得到Si、Al混合液；

3)按模板剂和Si的摩尔比为0.2～0.6：1的比例称量模板剂并配成溶液，其中模板剂为四丙基溴化铵、1，6-己二胺、乙二胺或正丁胺中的一种或几种，将模板剂溶液缓慢加入至Si、Al混合液中，搅拌5～15分钟；

4)用H₂SO₄、HNO₃或H₃PO₄调节溶液pH值至8.0～11.0，形成凝胶；

5)将以上凝胶转移至晶化釜中，在130～200℃下晶化20～120小时；

6)将晶化后的晶体抽滤、洗涤、干燥，再在400～600℃下焙烧4～8小时，得到Na型ZSM-5分子筛；

7)采用HNO₃、NH₄NO₃或(NH₄)₂SO₄溶液作为质子交换剂对Na型ZSM-5分子筛进行质子交换，质子交换温度为50～90℃，交换时间为1～3小时；

8)将质子交换后的分子筛干燥后，在300～600℃下焙烧4～8小时，得到质子型ZSM-5分子筛；

第二步，对质子型ZSM-5分子筛进行改性，得到用于费托合成产物低碳烯烃齐聚的催化剂：

对质子型ZSM-5分子筛进行改性包括两种方法：

1)先用非金属助剂，对所合成的质子型ZSM-5分子筛进行改性，再用锆、锌、镧或镍的硝酸盐或硫酸盐中的一种或几种，采用离子交换法或浸渍法对催化剂进行改性；或者，

2)采用氟、硼、磷、锆、锌、镧或镍硝酸盐或硫酸盐的一种或几种助剂同时进行改性。

6.根据权利要求5所述的一种用于费托合成产物低碳烯烃齐聚的催化剂的制备方法，其特征在于，制备得到的催化剂的比表面积为250～450m²／g，孔容为0.008～0.2cm³／g。

7.一种如权利要求1～4任一所述的用于费托合成产物低碳烯烃齐聚的催化剂的应用，其特征在于，所述的催化剂用于高温费托合成低碳烯烃齐聚生产液体燃料，工艺条件为：反应温度190～375℃，反应压力1.0～6.0MPa，体积空速0.2～5.0h^-1。