[发明专利]一种用于合成气制低碳烯烃的催化剂及其应用

权利要求书

1.一种用于合成气制低碳烯烃的催化剂，其特征在于，该催化剂以活性炭为载体，以铁作为活性金属组分，钾和锰作为助剂；所述铁的负载量为5-20wt％，所述钾的负载量为2-5wt％，所述锰的负载量为10-30wt％，助剂钾和锰是通过对活性炭载体用高锰酸钾水溶液预处理固定到载体上并对表面基团进行修饰，活性组分铁是通过等体积浸渍法负载到处理过的活性炭载体上，经干燥、煅烧后得到高锰酸钾预处理的负载型铁基催化剂，所述催化剂的制备方法包括以下步骤：

1)将活性炭用去离子水煮沸并水洗，再分散到硝酸溶液中加热回流，之后用去离子水洗涤至滤液pH＝7，再分散到高锰酸钾水溶液中，控制高锰酸钾与活性炭的质量比在0.2-1.1之间，在50-100℃下磁力搅拌20-40min，之后经过滤和去离子水洗涤至滤液为无色，在120℃烘箱中干燥过夜，得到经预处理的活性炭载体；

2)按5-20wt％的负载量配制硝酸铁水溶液，将预处理过的活性炭载体分散在硝酸铁溶液中，在常温下磁力搅拌24小时后将其置于120℃烘箱中干燥过夜，研磨后在氮气氛围下以2℃/min的升温速率升至200-500℃并煅烧3-5小时得到目标催化剂。

2.根据权利要求1所述的用于合成气制低碳烯烃的催化剂，其特征在于，所述高锰酸钾水溶液浓度为0.02mol/L-0.1mol/L。

3.根据权利要求1或2所述的用于合成气制低碳烯烃的催化剂，其特征在于，所述高锰酸钾水溶液处理活性炭的温度为70℃。

4.根据权利要求1或2所述的用于合成气制低碳烯烃的催化剂，其特征在于，所述催化剂中铁的负载量为5-10wt％。

5.根据权利要求1或2所述的用于合成气制低碳烯烃的催化剂，其特征在于，负载铁后的催化剂在氮气氛围下煅烧温度为300℃，煅烧时间为3小时。

6.权利要求1-5中任意一项权利要求所述的用于合成气制低碳烯烃的催化剂的应用，其特征在于，包括以下步骤：将催化剂与石英砂均匀混合，装填至固定床反应器中；在H₂和CO的摩尔比为1～3的合成气氛围下300℃常压原位还原12小时后，在反应温度为280～360℃，反应压力为1.0～3.0MPa，反应气体体积空速为1500～15000h^-1的条件下，合成气与固定床反应器的催化剂接触，生成主要含C2～C4的低碳烯烃，同时副产C₅₊汽油段长链烃产物。

7.根据权利要求6所述的用于合成气制低碳烯烃的催化剂的应用，其特征在于，反应温度为300-320℃，反应压力为2MPa，反应气的摩尔比为H₂:CO＝1,反应气体体积空速为1500～3000h^-1。