[發明專利]合成氣制C2及以上含氧化合物的方法

無效

• 申請號: 201010147126.3
• 申請日: 2010-04-15
• 公開（公告）號: CN102218329A
• 公開（公告）日: 2011-10-19
• 發明（設計）人: 王仰東;劉蘇;宋慶英;陳康成
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司上海石油化工研究院
• 主分類號: B01J23/89
• 分類號: B01J23/89;B01J23/46;C07C29/158;C07C31/08;C07C31/02;C07C1/04
• 代理公司: 上海東方易知識產權事務所 31121
• 代理人: 沈原

技術領域

本發明涉及一種合成氣制C2及以上含氧化合物的方法。

背景技術

我國是一個富煤少油的國家，近年來隨著經濟的持續高速發展，石油路線的供需矛盾日益突出。預計2010年我國石油缺口將高達1.6億噸，石油將成為關系國家安全和經濟可持續發展的主要因素。靠進口石油填補如此大的缺口已不現實，為此只能通過非石油路線如煤和天然氣路線解決問題。

目前，煤和天然氣轉化利用的最有效途徑就是將它們轉化成各種高附加值的有機化合物，例如各種醇類、醛類、羧酸以及液體烴類燃料等產物，而煤和天然氣向有機化合物的轉化通常是經由先制備合成氣的中間過程加以實現的。因此，對合成氣轉化反應尤其是合成氣向含氧有機化合物的轉化反應進行研究就顯得必要和具有吸引力了。

研究顯示，擔載在二氧化硅載體上的Rh基催化劑能夠高效的將合成氣轉化為烴類和含氧化合物。在這一催化劑體系中添加少量助劑，如過渡金屬、堿金屬或稀土金屬組份后，催化劑的鏈增長和CO插入能力都能夠得到進一步加強，使C2及以上含氧化合物如乙醇、乙醛、乙酸和乙酸乙酯等的選擇性得到提高。但綜合文獻，我們發現，因此不同研究者以相同方法制備的組成相同的Rh基催化劑，其催化性能差異較大，催化劑重復性不好。Chem.Lett.，1985，881-884中，采用Davison#57牌號的氧化硅為載體制備的Rh-Fe/SiO₂催化劑在合成氣轉化反應中CO轉化率5.9％，C2及以上含氧化合物選擇性達48％。在J.Catal.，1978，54，120-128中，研究者采用Davison#59牌號氧化硅為載體，類似活性組分擔載量和組成的Rh-Fe/SiO₂催化劑在近似的反應條件下對CO的轉化率為3.3％，C2及以上含氧化合物選擇性為33.7％。

由此可見，催化劑催化性能的穩定性和制備可控性是Rh基催化劑能否得到廣泛應用必需克服的一個問題。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是以往助劑促進的Rh/SiO₂系列催化劑由于SiO₂純度低造成的不同批次催化劑催化效果難于重復性差，穩定性不高，以及用于合成氣制C2及以上含氧化合物反應時，催化活性較低的問題，提供了一種合成氣制C2及以上含氧化合物的方法。該方法具有催化性能穩定，易于重復，催化活性較高的優點。

為了解決上述技術問題，本發明采用的技術方案如下：一種合成氣制C2及以上含氧化合物的方法，以合成氣為原料，在反應溫度200～400℃，反應壓力1.0～12.0Mpa，體積空速1000～30000h^-1，CO∶H₂的體積比＝1∶0.5～4條件下，原料在催化劑表面反應，生成C2及以上含氧化合物，其中所用的催化劑以重量份數計，含有以下組分：

a)0.1～15份的Rh的金屬或其氧化物；

b)0～10份選自Mn、Fe、Ti、V或Y中的至少一種金屬或其氧化物；

c)0～10份選自元素周期表中I?A族或II?A族的金屬或其化合物；

d)65～99.9份的載體二氧化硅，其中二氧化硅的純度至少為99.5％以上；

e)b)和c)組分中至少有一個組分含量大于零。

上述技術方案中，合成氣制C2及以上含氧化合物催化劑中，以重量份數計Rh的金屬或其氧化物的用量優選范圍為0.5～10份。

上述技術方案中，以重量份數計，選自Mn、Fe、Ti、V或Y中的至少一種金屬或其氧化物的用量優選范圍為0.1～8份。

上述技術方案中，以重量份數計，選自元素周期表中I?A族或II?A族的金屬或其化合物的用量優選范圍為0.1～8份。

上述技術方案中，以重量份數計，載體二氧化硅的用量優選范圍85～99.3份，載體二氧化硅的純度優選范圍為99.8～100％。

上述技術方案中，高純度氧化硅載體可以通過購買取得，也可以通過對常規氧化硅載體經進一步純化處理去除雜質后得到。

上述技術方案中合成氣制C2及以上含氧化合物的方法，反應溫度為200～400℃，優選范圍為250～350℃。

上述技術方案中合成氣制C2及以上含氧化合物的方法，反應壓力為1.0～12.0Mpa，優選范圍為2.0～10.0MPa。

上述技術方案中合成氣制C2及以上含氧化合物的方法，反應體積空速為1000～30000h^-1，優選范圍為2000～25000h^-1。