本发明涉及催化剂，具体涉及一种用于合成气直接法制备烯烃的催化剂及其制备方法和应用。
背景技术：
1、费-托合成是合成气直接制备烯烃所采用的一种方法，所谓费-托合成，是指合成气在催化剂的作用下在一定的温度和压力下发生反应，制得各种有机产物、水和co2的混合物的过程，根据采用的催化剂的不同，以及与催化剂相匹配的工艺条件的不同，其产物中有机物的种类以及各种种类所占有的比例也不同。
2、根据反应器种类的不同，费托工艺分为固定床工艺、流化床工艺以及浆态床工艺；根据反应温度的不同，费托工艺可以分为高温费托工艺(高于300℃)和低温费托工艺(220～280℃)；根据所选催化剂主组分的不同，则分为铁基费托和钴基费托。一般来说低温费托工艺多采用固定床或浆态床反应器用来生产高碳链的饱和烃类物质，催化剂以钴基催化剂居多，中国发明专利cn110252358a中就介绍了一种钴催化剂及其制备方法以及用于费托合成费托蜡的方法，也有采用铁基催化剂用于低温费托工艺的应用的报道，中国发明专利cn1113905a中就报道了一种适用于浆态床反应器的费托合成沉淀铁催化剂的制备方法。高温费托工艺则采用流化床反应器用来生产较低碳链的烃类，产物以汽油馏分为主，催化剂采用铁基催化剂，如中国发明专利cn1704161a中就提及了一种用于费托合成的熔铁型催化剂的制备，中国发明专利cn1695804a中提及了一种用于流化床的沉淀铁催化剂。
3、不论是高温费托工艺还是低温费托工艺，产物中均含有一定比例的更适于作为化学品c2～c20的烯烃特别是双键在分子链端部的单烯烃即α-烯烃，但是现有技术均存在这种具有高价值的化学品产物收率不高的问题。
技术实现思路
1、为了解决现有技术中的上述问题，本发明提出了一种用于合成气直接法制备烯烃的催化剂及其制备方法，本发明催化剂在合成气直接法制备烯烃反应中，具有良好的co转化率与c2～c20烯烃选择性，达到高c2～c20烯烃收率的效果。
2、根据本发明的一个方面，提供了一种催化剂，所述催化剂以重量份数计，包括：
3、a)40～60份载体，所述载体为si的氧化物；
4、b)60～40份负载于所述载体的活性组分，所述活性组分的化学式如下：fe100coaal2acsbox，其中，以原子比计，a的取值范围为20～50，b的取值范围为1～10，x为满足催化剂中各元素化合价所需的氧原子总数。
5、本发明中，si的氧化物为二氧化硅。
6、可选地，所述催化剂表面的钴元素与铝元素的摩尔比为co:al＝1～3:1。
7、可选地，所述催化剂为微球形。
8、根据本发明的又一个方面，提供了一种上述催化剂的制备方法，包括：
9、(1)配制含有fe盐的溶液ⅰ，加入碱性沉淀剂，得沉淀ⅱ；
10、(2)配制含有cs化合物的溶液ⅲ；
11、(3)对含有沉淀ⅱ、溶液ⅲ、铝酸钴与硅溶胶的混合物进行混合打浆，得浆料ⅳ；
12、(4)将浆料ⅳ喷雾干燥成型后，焙烧，得所述催化剂。
13、可选地，步骤(1)中，以碱性物质为沉淀剂，以将溶液ⅰ中的fe离子完全沉淀为准，得到fe的新鲜氧化物沉淀，即沉淀ⅱ。
14、可选地，所述fe盐选自硝酸铁、氯化铁、醋酸铁、醋酸亚铁、硝酸亚铁等含铁盐中的至少一种。
15、可选地，所述cs化合物选自氢氧化铯、硝酸铯等含cs化合物中的至少一种。
16、可选地，所述混合打浆的温度为20～50℃，时间为0.5～5h。
17、可选地，所述混合打浆的温度为25℃、30℃、35℃、40℃、45℃，或上述任意两点间的任意值。
18、可选地，混合打浆的同时加入水以及酸性调节剂调节浆料ⅳ的固含量与ph值；所述酸性调节剂可以是浓度为25wt％的硝酸。
19、可选地，所述浆料ⅳ的固含量为15重量％～45重量％，ph值为1～5。
20、可选地，所述喷雾干燥的热风温度为150～350℃。
21、可选地，所述喷雾干燥的热风温度为180℃、200℃、220℃、250℃、270℃、280℃、300℃、320℃，或上述任意两点间的任意值。
22、可选地，所述喷雾干燥的热风介质为富氧介质。
23、可选地，所述富氧介质中，氧气和空气的比例为0.1～0.5:1。
24、可选地，所述富氧介质中，氧气和空气的比例为0.15:1、0.2:1、0.25:1、0.3:1、0.35:1、0.4:1、0.45:1，或上述任意两点间的任意值。
25、可选地，所述焙烧的温度为500～800℃，时间为1～6小时。
26、可选地，所述焙烧的温度为550℃、580℃、600℃、650℃、700℃、750℃，或上述任意两点间的任意值；时间为1.5小时、2小时、2.5小时、3小时、3.5小时、4小时、4.5小时、5小时、5.5小时，或上述任意两点间的任意值。
27、可选地，所述焙烧的气氛为富氧气氛。
28、可选地，所述富氧气氛中，氧气和空气的比例为0.1～0.5:1。
29、可选地，所述富氧气氛中，氧气和空气的比例为0.15:1、0.2:1、0.25:1、0.3:1、0.35:1、0.4:1、0.45:1，或上述任意两点间的任意值。
30、根据本发明的又一个方面，提供了一种合成气直接制备烯烃的反应，包括将合成气与催化剂接触反应；所述催化剂包括选自上述的催化剂和上述制备方法制得的催化剂中的至少一种。
31、可选地，所述合成气为co和h2的混合气；所述烯烃为c2～c20烯烃。
32、可选地，合成气中，co与h2的体积比为1:1.5～3.5。
33、可选地，所述反应的条件包括：温度为300～400℃，压力为0.5～5.0mpa，体积空速为3000～10000h-1(标准)。
34、可选地，所述反应前，将催化剂进行还原处理。
35、可选地，所述还原处理的条件包括：温度为400～500℃，压力为0.1～5.0mpa，体积空速为1000～10000h-1(标准)。
36、本发明包括以下有益效果：
37、1)本发明催化剂中，以重量份数计，包括：a)40～60份载体，所述载体为si的氧化物；b)60～40份活性组分，所述活性组分含有以原子比计，化学式如下的组合物：fe100coaal2acsbox。其中有关co和al的量，通过对催化剂组分的元素分析，co元素与al元素的摩尔比例为1:2；通过xps对催化剂表面的元素分析表征摩尔比例为co:al＝1～3:1。该催化剂特别适用于合成气转换制备有机烃反应。所述催化剂用于该反应，具有高效率转化合成气同时产物中含较高c2～c20烯烃的优点。
38、2)本发明催化剂的制造方法中，采用铝酸钴作为铝源和钴源，通过控制制备工艺，特别是成型干燥气氛和焙烧初步活化气氛，实现了co和al的特殊分布。其中有关co和al的量，通过对催化剂组分的元素分析，co元素与al元素的摩尔比例为1:2；通过xps对催化剂表面的元素分析表征摩尔比例为co:al＝1～3:1。该方法制备的催化剂特别适用于合成气转换制备有机烃反应。所述催化剂用于该反应，具有高效率转化合成气同时产物中含较高c2～c20烯烃的优点。
39、3)本发明催化剂的应用中，所述催化剂适用于合成气转换制备有机烃反应，具有高效率转化合成气同时产物中含较高c2～c20烯烃的优点。
1.一种催化剂，其特征在于，所述催化剂以重量份数计，包括：
2.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于，所述催化剂表面的钴元素与铝元素的摩尔比为co:al＝1～3:1；
3.一种权利要求1或2所述催化剂的制备方法，其特征在于，包括：
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述fe盐选自硝酸铁、氯化铁、醋酸铁、醋酸亚铁、硝酸亚铁中的至少一种；
5.根据权利要求3～4中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述混合打浆的温度为20～50℃，时间为0.5～5h；
6.根据权利要求3～5中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述喷雾干燥的热风温度为150～350℃；
7.根据权利要求3～6中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述焙烧的温度为500～800℃，时间为1～6小时；
8.一种合成气直接制备烯烃的反应，其特征在于，包括将合成气与催化剂接触反应；所述催化剂包括选自权利要求1或2所述的催化剂和权利要求3～7中任一项所述制备方法制得的催化剂中的至少一种。
9.根据权利要求8所述的反应，其特征在于，所述合成气为co和h2的混合气，co与h2的体积比优选为1:1.5～3.5；所述烯烃优选为c2～c20烯烃；
10.根据权利要求8或9所述的反应，其特征在于，所述反应前，将催化剂进行还原处理；
