[发明专利]一种沉淀铁催化剂及其制备和应用

说明书

本发明涉及沉淀铁催化剂及其制备和应用。本发明沉淀铁催化剂，以重量份数计包括：组分a)50～80份；组分b)10～30份；组分c)5～15份；组分d)1～5份；组分a)选自铁元素或其氧化物；组分b)包括选自IIA族元素中的至少一种元素或其氧化物；组分c)包括选自过渡元素中的至少一种元素或其氧化物；组分d)选自铯元素或其氧化物。本发明催化剂制备过程中采用了乙醇酸和乙氧基乙酸混合溶液，并采用沉淀与浸渍共用的方式制得本发明催化剂。较好地解决了合成气制低碳烯烃反应中CO转化率低和低碳烯烃选择性低的问题，可用于合成气制低碳烯烃反应中。

技术领域

本发明涉及材料领域，特别是涉及一种沉淀铁催化剂及其制备和应用。

背景技术

以乙烯、丙烯为代表的低碳烯烃是非常重要的基本有机化工原料，通过费托合成反应将合成气直接制取碳原子数小于或等于4的低碳烯烃的过程，可以为基于高成本原料如石脑油的蒸汽裂解技术方面提供替代方案。费托合成制低碳烯烃的催化剂主要是铁系催化剂，通过催化剂的担体效应和添加某些过渡金属助剂及碱金属和碱土金属助剂，可明显改善催化剂性能。

专利文献CN1446884A中，将天然磁铁经过磁选除去多余的SiO₂和杂质，然后通过高温熔融法制得组分和重量百分比如下的催化剂：Fe₃O₄，95.0～98.0％；Al₂O₃，1.0～2.5％；K₂O，0.5～1.0％；CaO，0.5～1.5％；SiO₂，0～0.5％；催化剂用于合成气制备烃类物质，空速2000h^-1时，CO+H₂的单程转化率66％，产物中主要为C5⁺烃。但高温熔融法制备，使该催化剂的比表面较低，催化剂的活性和低碳烯烃选择性均较低。

专利文献CN103521239A中公开了一种费托合成制低碳烯烃的催化剂及其制备方法。其采用由氧化钛和α-氧化铝组成的复合载体，在复合载体上负载活性组分。其采用真空浸渍的方法，主要从浸渍的角度来使活性组分和助剂高度分散，提高催化剂活性，但是复合载体中氧化钛和α-氧化铝的比表面积都很小，容易积炭失活。

发明内容

本发明所要解决的技术问题之一是现有技术中合成气制低碳烯烃技术中CO转化率低和低碳烯烃选择性低的问题，提供一种新的高比表面沉淀铁催化剂，该催化剂用于合成气制低碳烯烃反应时，具有CO转化率高和产物中低碳烯烃选择性高的优点。

本发明要解决的技术问题之二是提供解决上述技术问题之一的催化剂的制备方法。

本发明要解决的技术问题之三是提供解决上述技术问题之一的催化剂的应用。

为解决上述技术问题之一，本发明采用的技术方案如下：

一种沉淀铁催化剂，以重量份数计包含以下组分：组分a)50～80份；组分b)10～30份；组分c)5～15份；组分d)1～5份；组分a)选自铁元素或其氧化物；组分b)包括选自IIA族元素中的至少一种元素或其氧化物；组分c)包括选自过渡元素中的至少一种元素或其氧化物；组分d)选自铯元素或其氧化物。

上述技术方案中，所述催化剂的BET比表面积为70～110m²/g，平均孔径为50～80nm。

上述技术方案中，所述的沉淀铁催化剂中，组分a)为Fe₃O₄，XRD图谱具有2θ＝30.342±0.08°和2θ＝35.520±0.09°位置的衍射峰。

上述技术方案中，所述的沉淀铁催化剂中，组分b)包括选自Mg和Sr中的至少一种元素或其氧化物。

上述技术方案中，所述的沉淀铁催化剂中，组分c)包括选自Y和Nb中的至少一种元素或其氧化物。