CN104437576A - 铁系尖晶石复合氧化物催化剂及用途 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种铁系尖晶石复合氧化物催化剂及用途，主要解决现有技术存在丁烯转化率低，丁二烯收率低，炔烃副产物生成率高的问题。本发明的催化剂包括FeS活性晶相，具有独特的XRD衍射数据，可用于丁烯氧化脱氢制备丁二烯的工业生产中。
Description
技术领域
本发明涉及一种铁系尖晶石复合氧化物催化剂及用途。
背景技术
丁二烯是石油化工基本原料和生产高分子合成材料的重要单体，能与多种化合物共聚制成各种合成橡胶和合成树脂。目前丁二烯主要有炼厂蒸汽裂解制乙烯联产碳四抽提分离和丁烯氧化法两种生产方法。我国丁二烯几乎全部来源于碳四抽提分离，该过程在经济上有优势，但是它是作为炼厂裂解装置的副产物得到，随着橡胶工业对丁二烯产量的需求增长，裂解装置生产丁二烯已很难满足需要。丁烯氧化脱氢是以丁二烯为目标产物的过程，可将民用燃料使用的丁烯转化为高附加值的丁二烯，该生产技术路线日益重要。
Mo-Bi体系，Sn-P-Li体系，Fe酸盐体系均可用于丁烯氧化脱氢反应，但Mo-Bi体系选择性较低，产生大量有机含氧副产物。Sn-P-Li体系活性高，但操作条件较为苛刻，水烯比高、能耗高。铁系催化剂具有明显的优点，如丁二烯收率高，氧化副产物少，水烯比低等等，目前应用最广泛的尖晶石型铁系催化剂。
铁系丁烯氧化脱氢催化剂发明以来（USP3270080），经过了很多代的改进，性能不断得到提高，Cr3+元素可以有效提高Fe系催化剂的活性和稳定性（USP3450788）；中科院兰州化学物理研究所发明了可用于流化床的丁烯氧化脱氢催化剂（CN86108152，CN96113127.6）；燕山石化公司合成橡胶厂开发出了用于绝热固定床的无铬铁系B02氧化脱氢催化剂以及性能更加优越的B90催化剂；白波等人公开了一种负载型的铁系尖晶石复合氧化物丁烯氧化脱氢催化剂，具有机械强度高，稳定性好的优点（CN92100436.2）。
铁系尖晶石氧化脱氢催化剂尽管已经工业应用，但仍存在转化率，选择性不高，副产物中炔烃生成率高的问题。美国Petro-Tex公司采用绝热床反应器，丁二烯收率仅为60%，选择性93%，而炔烃生成率高达0.26%，对产物的分离提出了更高的要求，并且影响到整个系统的安全性和稳定性。
发明内容
本发明所要解决的技术问题之一是现有技术存在丁烯转化率低，丁二烯收率低，炔烃副产物生成率高的问题，提供一种新的铁系尖晶石复合氧化物催化剂。本发明所要解决的技术问题之二是提供一种与解决技术问题之一相对应的催化剂的用途。该催化剂用于丁烯氧化脱氢制丁二烯过程，具有在高温以及含水条件下，丁烯转化率高，丁二烯收率高，炔烃生成率低，催化剂稳定性好的特点。
为解决上述技术问题之一，本发明采用的技术方案如下：一种铁系尖晶石复合氧化物催化剂，所述催化剂包括FeS活性晶相，所述催化剂的XRD衍射图谱包括如下特征峰：
| 2θ / ° | 晶面 | d / Å | I/I0 × 100 | |
| 17.300~17.900 | 001 | 4.90~5.20 | w | |
| 38.500~39.200 | 111 | 2.20~2.40 | w | 。 |
上述技术方案中，优选地，所述催化剂还包括α- Fe2O3活性晶相，所述催化剂的XRD衍射图谱还包括如下特征峰：
| 2θ / ° | 晶面 | d / Å | I/I0 × 100 | |
| 33.000~33.500 | 104 | 2.60~2.80 | m | |
| 35.200~35.800 | 110 | 2.40~2.60 | m | |
| 54.000~54.120 | 116 | 1.50~1.80 | m | 。 |
上述技术方案中，优选地，所述催化剂还包括尖晶石活性晶相，所述催化剂的XRD衍射图谱还包括如下特征峰：
| 2θ / ° | 晶面 | d / Å | I/I0 × 100 | |
| 35.000~35.800 | 311 | 2.50~2.60 | s | |
| 29.500~30.500 | 220 | 2.90~3.00 | s | |
| 62.000~62.900 | 440 | 1.40~1.50 | s | 。 |
所述分子筛XRD数据中，w、m、s代表衍射峰强度，w为weak，m为middle，s为strong这为本领域技术人员所熟知的。一般，w为小于20；m为20~40；s为40~70。
上述技术方案中，优选地，所述催化剂的组成按氧化物化学通式为：Fe2O3·FeS·MgO·P2O5·ZnO·MxOy;
其中，M选自Sc、Ti、V、Cr、Mn、Co、Ni或Cu 中的至少一种；x和y为化学计量比；Fe2O3为催化剂重量的52～76%；FeS为催化剂重量的0.01～5.0%；MgO为催化剂重量的12~28%；P2O5为催化剂重量的0.01~5%；ZnO为催化剂重量的10~25%；MxOy为催化剂重量的0.01～3.0%。
上述技术方案中，更优选地，Fe2O3为催化剂重量的55～70%；FeS为催化剂重量的0. 1～3.0%；MgO为催化剂重量的15~25%；P2O5为催化剂重量的0.05~3.0%；ZnO为催化剂重量的12~20%；MxOy为催化剂重量的0.1～2.0%。
上述技术方案中，优选地，M选自V、Cr、Mn、Co或Cu中的至少一种。更优选地, M选自Cr、Mn或V中的至少一种。
上述技术方案中，优选地，所述催化剂孔容为0.05~1.8厘米3/克，比表面积为5~60米2/克。更优选地，所述催化剂孔容为0.1~1.5厘米3/克，比表面积为10~50米2/克。
上述技术方案中，优选地，所述催化剂中的硫来自可溶性有机硫化物或可溶性无机硫化物中的至少一种。更优选地，所述可溶性有机硫化物选自二甲基硫醚或二甲亚砜，所述可溶性无机硫化物选自硫化钠、硫化铵、硫代硫酸钠、亚硫酸铵或硫酸铵。
为解决上述技术问题之二，本发明采用的技术方案如下：所述铁系尖晶石复合氧化物催化剂用于碳四或碳四以上单烯烃氧化脱氢制备共轭二烯烃的反应中。
上述技术方案中，优选地，以碳四或碳四以上单烯烃为原料，以水为稀释剂，以分子氧为氧化剂，在反应温度320~480℃，反应压力0~0.4MPa，单烯烃体积空速200~500小时-1，H2O/单烯烃体积比为6~20，O2/单烯烃体积比为0.4~1.0条件下，原料与所述催化剂接触，反应生成丁二烯或碳四以上共轭二烯烃。
上述技术方案中，优选地，反应温度为360~450℃。
上述技术方案中，优选地，反应压力为0.05~0.2MPa。
上述技术方案中，优选地，单烯烃体积空速为260~450小时-1。
上述技术方案中，优选地，H2O/单烯烃体积比为8~18。
上述技术方案中，优选地，O2/单烯烃体积比为0.6~0.8。
上述技术方案中，优选地，反应原料为丁烯-1、顺-丁烯-2或反-丁烯-2中的至少一种。
上述技术方案中，优选地，氧化剂为空气或氧气。
需要说明的是，本发明中所述压力都指表压。
本发明催化剂的制备方法为共沉淀法，在共沉淀制备过程中，将可溶性无机硫化物或可溶性有机硫化物助剂引入具有尖晶石结构的铁酸盐中，经洗涤、干燥、焙烧后得到所述催化剂。具体地，包括以下步骤：
a）将含Fe、Mg、Zn和M元素的可溶性盐溶于水中，得到水溶液Ⅰ；
b）将可溶性有机硫化物或可溶性无机硫化物溶于碱溶液中，得到水溶液Ⅱ；其中，所述碱溶液的重量百分比浓度为1～30%，所述碱选自氢氧化钠、氢氧化钾、氨水或碳酸氨中的至少一种；
c）将溶液Ⅰ加入溶液Ⅱ中，控制混合物的pH值为8～11，室温下老化0.1~24小时，将得到的沉淀过滤、洗涤，于50～150℃烘干，然后在550～800℃焙烧1～24小时，得到所述催化剂。
上述制备过程中，步骤c）沉淀过程可以采用顺加、反加或者是共加的滴加方式。其中，所述顺加是指将碱液加入金属盐溶液母液当中。所述反加是指将金属盐加入碱液当中。所述共加是指将碱液和金属盐母液同时加入到沉淀容器中。在沉淀以前或共沉淀过程中，可以在溶液Ⅰ中加入0~15%的造孔剂。所述造孔剂选自活性炭、纤维素、高分子聚合物（例如聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮）、葡萄糖或植物淀粉等多元醇物质。
本发明的催化剂可成型为圆球、圆柱、圆片、圆环以及三叶草型等不同形状。
本发明的催化剂包括尖晶石、α- Fe2O3和FeS三个晶相。在主活性相尖晶石和次活性相α- Fe2O3以外，引入了第三相FeS。其中，所述尖晶石相主要包括Fe3O4、ZnFe2O4、MgFe2O4、Fe2ZnO4。
本发明在催化剂的共沉淀制备过程中，将可溶性无机或有机硫化物助剂引入具有尖晶石结构的铁酸盐催化剂中。丁烯氧化脱氢表面反应机理决定步骤为丁烯分子中第一个和第二个氢原子的活化过程。氧化铁容易与Mg、Ni等二价金属离子形成稳定的MFe2O4型的尖晶石结构，过渡金属硫化物是优良的高温加氢催化剂，可以有效活化氢、氧之类的小分子，可以加快有机分子结构中的-H，-D（氘）交换速度，按如下原理引入硫化物后FeS就进入了尖晶石结构中，达到增强丁烯分子活化的目的。
2 Fe3+
+ 3 S2- → Fe2S3
Fe2S3在温度超过20℃时分解为FeS和硫单质。
Fe2S3
→ 2 FeS + S
丁烯氧化脱氢反应在连续流动不锈钢反应器微型催化反应装置上进行。产物分析采用HP-6820气相色谱仪(TCD、FID双检测器)在线分析脱氢产物中的烯烃、二烯烃等有机物以及氧气、一氧化碳、二氧化碳等气体含量并计算反应的转化率、选择性以及收率。采用本发明的催化剂在320~480℃，丁烯体积空速200~500小时-1，O2/C4H8为0.4~1.0，水烯比为6~20的条件下使用，丁烯转化率高于80%，丁二烯选择性高于94%，超过3000小时稳定性实验无活性下降，取得了良好的技术效果。
附图说明
图1为本发明【实施例1】合成的催化剂的XRD衍射图谱。
图2为【对比例1】合成的催化剂的XRD衍射图谱。
图3为【对比例2】合成的催化剂的XRD衍射图谱。
图1中，
表示尖晶石晶相，其特征峰位于2θ为30.100、 35.454、62.574。表示次活性相α-Fe2O3，其特征峰位于2θ为33.15、35.611、54.089。表示FeS，其特征峰位于2θ为17.618、38.957。
图2中，XRD衍射谱证明其中不含FeS晶相，2θ在17.618、38.957位置无FeS晶相特征峰。
图3中，XRD衍射谱证明其中不含FeS晶相，2θ在17.618、38.957位置无FeS晶相特征峰。
下面通过实施例对本发明作进一步阐述。
具体实施方式
【实施例1】
取236.0g硝酸铁(Fe(NO3)3
9H2O)、128.2g硝酸镁(Mg(NO3)2 6H2O)、29.4g硝酸锌(Zn(NO3)2
6H2O)以及3.3g硝酸锰(Mn(NO3)2)溶于400ml去离子水中，再加入3.0g葡萄糖溶解，然后在60℃，剧烈搅拌下，将含0.62g硫化铵的氨水（20%）缓慢滴加到该混合水溶液中，控制pH值为9.5，形成沉淀，将沉淀在室温下老化6小时后，过滤。然后将过滤出来的固体用去离子水洗涤5次，在最后一次洗涤过程中加入1.1g
H3PO4，于120℃烘干，粉碎，过筛后，在700℃焙烧6小时，得到复合氧化物催化剂A。催化剂A组成按氧化物计化学式为：
59.0%Fe2O3·0.8%FeS· 25.7%MgO·1.0%P2O5·11.5%ZnO·2.0%MnO2
XRD衍射谱证明其中含有尖晶石、α-Fe2O3和FeS晶相，具体见表1。催化剂孔容为0.08 厘米3/克，比表面积为11.6 米2/克。
表1
【实施例2】
取130.4g硝酸铁(Fe(NO3)3
9H2O)、51.3g硝酸镁(Mg(NO3)2 6H2O)、36.7g硝酸锌(Zn(NO3)2
6H2O)以及2.1g硝酸锰(Mn(NO3)2)溶于400ml去离子水中，再加入3.0g聚乙烯醇溶解，然后在室温，剧烈搅拌下，将该混合水溶液缓慢滴加到12%的氨水中（含1.54g硫化铵），控制pH值为8.0，形成沉淀，将沉淀在室温下老化6小时后，过滤。然后将过滤出来的固体用去离子水洗涤5次，在最后一次洗涤过程中加入2.8g H3PO4，于110℃烘干，粉碎，过筛后，在700℃焙烧6小时，得到复合氧化物催化剂B。催化剂B组成按氧化物计化学式为：
52.3%Fe2O3·2.0%FeS· 17.4%MgO·4.4%P2O5·21.8%ZnO·2.2%MnO2
XRD衍射谱证明其中含有尖晶石、α-Fe2O3和FeS晶相，具体见表2。催化剂孔容为 0.9厘米3/克，比表面积为36.7米2/克。
表2
【实施例3】
取189.7g硝酸铁(Fe(NO3)3
9H2O)、51.3g硝酸镁(Mg(NO3)2 6H2O)、40.5g硝酸锌(Zn(NO3)2
6H2O)以及1.7g硝酸锰(Mn(NO3)2)溶于400ml去离子水中，再加入5.0g聚乙烯吡咯烷酮溶解，然后在60℃，剧烈搅拌下，将该混合水溶液以及18%的氨水（含1.16g硫化铵）同时滴加，控制pH值为9.0，形成沉淀，将沉淀在室温下老化6小时后，过滤。然后将过滤出来的固体用去离子水洗涤5次，在最后一次洗涤过程中加入2.1g
H3PO4，于120℃烘干，粉碎，过筛后，在700℃焙烧6小时，得到复合氧化物催化剂C。催化剂C组成按氧化物计化学式为：
62.0%Fe2O3·1.5%FeS·13.7%MgO·18.8%ZnO·2.6%P2O5·1.4%MnO
XRD衍射谱证明其中含有尖晶石、α-Fe2O3和FeS晶相，具体见表3。催化剂孔容为0.6厘米3/克，比表面积为33.2米2/克。
表3
【实施例4】
取328.5g硝酸铁(Fe(NO3)3
9H2O)、76.9g硝酸镁(Mg(NO3)2 6H2O)、36.7g硝酸锌(Zn(NO3)2
6H2O)以及3.7g硝酸铜(Cu(NO3)2 3 H2O)溶于400ml去离子水中，再将9.0g淀粉煮沸溶解后加入混合溶液。在室温下，剧烈搅拌下，将该混合水溶液缓慢滴加到18%的氨水中（含0.04g硫化铵），控制pH值为9.0，形成沉淀，将沉淀在室温下老化6小时后，过滤。然后将过滤出来的固体用去离子水洗涤5次，在最后一次洗涤过程中加入0.07g
H3PO4，于120℃烘干，粉碎，过筛后，在600℃焙烧16小时，得到复合氧化物催化剂D。催化剂D组成按氧化物计化学式为:
73.1%Fe2O3·
0.05%FeS· 13.5%MgO·11.3%ZnO·0.06%P2O5· 2.0%CuO
XRD衍射谱证明其中含有尖晶石、α-Fe2O3和FeS晶相，具体见表4。催化剂孔容为0.2厘米3/克，比表面积为18.6米2/克。
表4
【实施例5】
取292.0g硝酸铁(Fe(NO3)3
9H2O)、76.9g硝酸镁(Mg(NO3)2 6H2O)、36.7g硝酸锌(Zn(NO3)2
6H2O)以及8.1g硝酸钴(Co(NO3)2 6H2O)溶于400ml去离子水中，再加入10.0g葡萄糖溶解，然后在60℃，剧烈搅拌下，将该混合水溶液以及18%的氨水（含1.78g硫化钠）同时滴加，控制pH值为10.5，形成沉淀，将沉淀在室温下老化16小时后，过滤。然后将过滤出来的固体用去离子水洗涤5次，在最后一次洗涤过程中加入2.8g
H3PO4，于80℃烘干，粉碎，过筛后，在650℃焙烧12小时，得到复合氧化物催化剂E。催化剂E组成按氧化物计化学式为：
66.7%Fe2O3·2.0%FeS·14.3%MgO·11.9%ZnO·2.4%P2O5·2.7%Co2O3
XRD衍射谱证明其中含有尖晶石、α-Fe2O3和FeS晶相，具体见表5。催化剂孔容为0.1厘米3/克，比表面积为13.7米2/克。
表5
【实施例6】
取241.5g硝酸铁(Fe(NO3)3
9H2O)、96.2g硝酸镁(Mg(NO3)2 6H2O)、36.1g硝酸锌(Zn(NO3)2
6H2O)以及5.3g硝酸铬((Cr(NO3)3 9H2O)溶于400ml去离子水中，再加入4.0g葡萄糖溶解，然后在60℃，剧烈搅拌下，将该混合水溶液以及18%的氨水（含5.60g五水合硫代硫酸钠）同时滴加，控制pH值为9.0，形成沉淀，将沉淀在室温下老化18小时后，过滤。然后将过滤出来的固体用去离子水洗涤5次，在最后一次洗涤过程中加入2.8g
H3PO4，于100℃烘干，粉碎，过筛后，在650℃焙烧12小时，得到复合氧化物催化剂F。催化剂F组成按氧化物计化学式为：
69.7%Fe2O3·1.9%FeS·19.5%MgO·15.0%ZnO·2.6%P2O5·1.3%Cr2O3
XRD衍射谱证明其中含有尖晶石、α-Fe2O3和FeS晶相，具体见表6。催化剂孔容为0.2厘米3/克，比表面积为14.1米2/克。
表6
【实施例7】
取236.0g硝酸铁(Fe(NO3)3
9H2O)、128.2g硝酸镁(Mg(NO3)2 6H2O)、29.4g硝酸锌(Zn(NO3)2
6H2O)、0.6g偏钒酸铵（NH4VO3）以及3.3g硝酸锰(Mn(NO3)2)溶于400ml去离子水中，再加入8.0g葡萄糖溶解，然后在60℃，剧烈搅拌下，将该混合水溶液以及18%的氨水(含1.22g一水合亚硫酸铵)同时滴加，控制pH值为9.0，形成沉淀，将沉淀在室温下老化12小时后，过滤。然后将过滤出来的固体用去离子水洗涤5次，在最后一次洗涤过程中加入1.1g H3PO4，于120℃烘干，粉碎，过筛后，在700℃焙烧10小时，得到复合氧化物催化剂G。催化剂G组成按氧化物计化学式为：
59.3%Fe2O3·0.8%FeS·25.8%MgO·10.3%ZnO·1.0%P2O5·2.1%MnO2·0.7%V2O5
XRD衍射谱证明其中含有尖晶石、α-Fe2O3和FeS晶相，具体见表7。催化剂孔容为0.1厘米3/克，比表面积为15.3米2/克。
表7
【实施例8】
取236.0g硝酸铁(Fe(NO3)3
9H2O)、128.2g硝酸镁(Mg(NO3)2 6H2O)、29.4g硝酸锌(Zn(NO3)2
6H2O)、0.6g偏钒酸铵（NH4VO3）以及3.3g硝酸锰(Mn(NO3)2)溶于400ml去离子水中，再加入8.0g葡萄糖溶解，然后在60oC，剧烈搅拌下，将该混合水溶液以及18%的氨水(含0.71g二甲亚砜)同时滴加，控制pH值为9.0，形成沉淀，将沉淀在室温下老化12小时后，过滤。然后将过滤出来的固体用去离子水洗涤5次，在最后一次洗涤过程中加入1.1g
H3PO4，于120℃烘干，粉碎，过筛后，在700℃焙烧10小时，得到复合氧化物催化剂H。催化剂H组成按氧化物计化学式为：
59.0%Fe2O3·0.8%FeS·25.6%MgO·11.5% ZnO·1.0%P2O5·2.0% MnO2
XRD衍射谱证明其中含有尖晶石、α-Fe2O3和FeS晶相，具体见表8。催化剂孔容为0.2厘米3/克，比表面积为20.9米2/克。
表8
【实施例9】
取292.0g硝酸铁(Fe(NO3)3
9H2O)、76.9g硝酸镁(Mg(NO3)2 6H2O)、36.7g硝酸锌(Zn(NO3)2
6H2O)以及8.1g硝酸钴(Co(NO3)2 6H2O)溶于400ml去离子水中，再加入10.0g葡萄糖溶解，然后在60℃，剧烈搅拌下，将该混合水溶液以及18%的氨水（含0.89g硫化铵以及0.89g二甲亚砜）同时滴加，控制pH值为10.5，形成沉淀，将沉淀在室温下老化16小时后，过滤。然后将过滤出来的固体用去离子水洗涤5次，在最后一次洗涤过程中加入2.8g H3PO4，于80℃烘干，粉碎，过筛后，在650℃焙烧12小时，得到复合氧化物催化剂I。催化剂I组成按氧化物计化学式为：
67.4%Fe2O3·1.0%FeS·14.4%MgO·12.0%ZnO·2.4%P2O5·2.8%Co2O3
XRD衍射谱证明其中含有尖晶石、α-Fe2O3和FeS晶相，具体见表9。催化剂孔容为0.2厘米3/克，比表面积为19.4米2/克。
表9
【对比例1】
按【实施例1】的方法制备复合氧化物催化剂，所不同的不添加硫元素以及第三周期金属元素助剂。组成按氧化物计化学式为：
60.7%Fe2O3·26.4%MgO·11.8%ZnO·1.0%P2O5
XRD衍射谱证明其中不含FeS晶相，见图2，2θ在17.618、38.957位置无FeS晶相特征峰。催化剂孔容为0.1厘米3/克，比表面积为 21.5米2/克。
【对比例2】
按【实施例1】的方法制备复合氧化物催化剂，所不同的不添加硫元素。组成按氧化物计化学式为60.2%Fe2O3·26.2% MgO·11.7% ZnO·1.0% P2O5·2.1%MnO。
XRD衍射谱证明其中不含FeS晶相，见图3，2θ在17.618、38.957位置无FeS晶相特征峰。催化剂孔容为0.2厘米3/克，比表面积为26.1米2/克。
【实施例10】
将【实施例1~9】的催化剂在380℃，丁烯体积空速400小时-1，O2/C4H8为0.7，水烯比为12的条件下进行性能评价，结果见表10。
【对比例3】
将【对比例1~2】的催化剂在380℃，丁烯体积空速400小时-1，O2/C4H8为0.7，水烯比为12的条件下进行性能评价，结果见表10。
表10
| 催化剂 | 丁烯转化率% | 丁二烯选择性% | FeS晶相重量%（XRD） |
| A | 78.5 | 94.8 | 0.8 |
| B | 80.8 | 94.6 | 2.0 |
| C | 82.9 | 94.5 | 1.5 |
| D | 77.3 | 93.9 | 0.05 |
| E | 78.6 | 93.6 | 2.0 |
| F | 84.4 | 94.7 | 2.0 |
| G | 82.1 | 93.9 | 0.8 |
| H | 80.6 | 93.4 | 0.8 |
| I | 81.0 | 94.0 | 1.0 |
| 对比例1 | 74.2 | 90.4 | 0 |
| 对比例2 | 75.3 | 91.2 | 0 |
【实施例11】
按【实施例10】的条件评价催化剂C（实施例3）的稳定性，催化剂3000小时运行的性能如表11所示。
【对比例4】
按【实施例10】的条件评价【对比例1~2】催化剂的稳定性，催化剂3000小时运行的性能如表11所示。
表11
Claims (10)
1.一种铁系尖晶石复合氧化物催化剂，所述催化剂包括FeS活性晶相，所述催化剂的XRD衍射图谱包括如下特征峰：
。
2.根据权利要求1所述铁系尖晶石复合氧化物催化剂，其特征在于所述催化剂还包括α- Fe2O3活性晶相，所述催化剂的XRD衍射图谱还包括如下特征峰：
。
3.根据权利要求1或2所述铁系尖晶石复合氧化物催化剂，其特征在于所述催化剂还包括尖晶石活性晶相，所述催化剂的XRD衍射图谱还包括如下特征峰：
。
4.根据权利要求1所述铁系尖晶石复合氧化物催化剂，其特征在于所述催化剂的组成按氧化物化学通式为：Fe2O3·FeS·MgO·P2O5·ZnO·MxOy;
其中，M选自Sc、Ti、V、Cr、Mn、Co、Ni或Cu 中的至少一种；x和y为化学计量比；Fe2O3为催化剂重量的52～76%；FeS为催化剂重量的0.01～5.0%；MgO为催化剂重量的12~28%；P2O5为催化剂重量的0.01~5%；ZnO为催化剂重量的10~25%；MxOy为催化剂重量的0.01～3.0%。
5.根据权利要求4所述铁系尖晶石复合氧化物催化剂，其特征在于Fe2O3为催化剂重量的55～70%；FeS为催化剂重量的0. 1～3.0%；MgO为催化剂重量的15~25%；P2O5为催化剂重量的0.05~3.0%；ZnO为催化剂重量的12~20%；MxOy为催化剂重量的0.1～2.0%。
6.根据权利要求4所述铁系尖晶石复合氧化物催化剂，其特征在于M选自V、Cr或Mn中的至少一种。
7.根据权利要求1所述铁系尖晶石复合氧化物催化剂，其特征在于所述催化剂孔容为0.05~1.8厘米3/克，比表面积为5~60米2/克。
8.根据权利要求1所述铁系尖晶石复合氧化物催化剂，其特征在于所述催化剂活性晶相FeS中的硫来自可溶性有机硫化物或可溶性无机硫化物中的至少一种。
9.根据权利要求8所述铁系尖晶石复合氧化物催化剂，其特征在于所述可溶性有机硫化物选自二甲基硫醚或二甲亚砜，所述可溶性无机硫化物选自硫化钠、硫化铵、硫代硫酸钠、亚硫酸铵或硫酸铵。
10.权利要求1~9任一项所述的铁系尖晶石复合氧化物催化剂用于碳四或碳四以上单烯烃氧化脱氢制备共轭二烯烃的反应中。
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