[发明专利]CO2

说明书

本发明涉及一种用于CO₂加氢制低碳烯烃化合物的催化剂及其制备方法，主要解决以往技术中CO₂转化率低，低碳烯烃产率低的问题。本发明以CO₂和H₂混合气为原料气，在催化反应器中，反应温度为320℃～420℃，反应空速为1500‑12000mL/g/h,反应压力为1‑5MPa，H₂和CO₂(体积比H₂:CO₂＝1‑4)混合后与ZnO/Li‑ZrO₂‑SAPO‑34催化剂接触生成低碳烯烃。所述催化剂由催化二氧化碳制甲醇的活性组分ZnO/Li‑ZrO₂与催化甲醇制低碳烯烃的分子筛SAPO‑34构成，是一种双功能催化剂。本发明的催化剂优化后CO₂转化率高达28.56％，低碳烯烃产率高达8.77％，CO和CH₄选择性低，制备成本低。

技术领域

本发明具体涉及一种CO₂加氢合成低碳烯烃化合物的催化剂和制备方法，属于CO₂催化加氢资源化利用技术和催化剂领域。

背景技术

工业革命以来随着煤电的大力发展，涌现了大量的工厂、汽车等，向大气中排放大量二氧化碳，丰富了大气中的二氧化碳含量，一方面加剧了气候变暖的现状，另一方面为人类研究利用二氧化碳提供了大量的原料来源。

二氧化碳丰富易得的优点引起了人们的高度关注，然而活化二氧化碳需要相当大的吉布斯能量输入，活化催化剂是二氧化碳加氢的先决条件，必须能够同时激活H₂和CO₂。目前，已开发出两种反应路径用于CO₂加氢直接制低碳烯烃，路径(1)CO作为反应中间体，H₂和CO₂进行逆水煤气变换反应，然后进行费托合成产生低碳烯烃。路径(2)甲醇作为中间体，H₂和CO₂首先反应生成甲醇，甲醇转化为低碳烯烃(MTO)。甲醇作为中间体的反应更为有利。因为它可以克服安德森-舒尔茨-弗洛里(ASF)对低碳烯烃选择性的限制。CO₂加氢合成低碳烯烃，以甲醇为中间体的催化剂，文献【ACS Catalysis·DOI:10.1021/acscatal.7b03251·Publication Date(Web):13Nov2017】报道了Zn-Zr共沉淀复合氧化物和SAPO-34混合的双功能催化剂，在总的碳氢化合物产物中低碳烯烃和CH₄的选择性分别为80％和3％，CO₂转化率为12.6％，低碳烯烃产率为5.3。

综上所述，目前的CO₂加氢合成低碳烯烃化合物的方法大多存在甲烷选择性高，低碳烯烃产率低，CO₂转化率低的问题。因此，急需研发出新的催化剂以解决目前的CO₂加氢合成低碳烯烃化合物的方法存在的问题。将碱金属添加进催化剂中混合分子筛催化二氧化碳制备低碳烯烃的催化剂尚未见到公开报道。与其他金属氧化物催化剂相比，添加碱金属的催化剂具有使用前无需还原，不易烧结，制备方法简单且价格低廉的优点。

发明内容

本发明的目的是解决目前CO₂加氢合成低碳烯烃化合物的方法存在的低碳烯烃选择性低、产率低，CO₂转化率低的问题，提供一种CO₂加氢合成低碳烯烃化合物的方法，具体地，本发明提供了一种ZnO负载在不同Li含量的ZrO₂上的催化剂，并将其混合SAPO-34用于催化CO₂加氢反应以解决上述问题。