[發明專利]一種焦爐煤氣中烯烴加氫材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201010219355.1
• 申請日: 2010-07-07
• 公開（公告）號: CN101912776A
• 公開（公告）日: 2010-12-15
• 發明（設計）人: 周仕學;陳海鵬;張同環;張鳴林;韓梅;金俊杰;朱本啟;黃長勝;王高峰;韓飛;李杰;陸帥帥;張彩娥;張文才;趙培偉
• 申請（專利權）人: 山東科技大學
• 主分類號: B01J23/34
• 分類號: B01J23/34;C07C5/03;C07C9/06;C07C9/08
• 代理公司: 濟南舜源專利事務所有限公司 37205
• 代理人: 王連君

技術領域

本發明涉及一種與焦爐煤氣中烯烴反應并將其轉化為烷烴的加氫材料以及該加氫材料的制備方法，屬于催化加氫技術領域。

背景技術

焦爐煤氣的組成(體積百分含量)為：H₂?55～60％，CH₄?23～27％，CO?5～8％，C_mH_n(C2以上烴)2～4％，CO₂?1～3％，N₂?3～7％，O₂?0.3～0.8％，以及微量的硫化物等。焦爐煤氣中的H₂、CO、CO₂可用于合成甲醇。合成甲醇的原料氣要求有效組分摩爾比(H₂-CO₂)∶(CO+CO₂)為2.15～2.25。焦爐煤氣中H₂含量高，CO含量低，(H₂-CO₂)∶(CO+CO₂)在6左右，不能直接用于合成甲醇。焦爐煤氣中的烴(烷烴和烯烴)可轉化為CO和H₂，增加CO含量，所用的轉化方法可分為蒸汽轉化法、非催化氧化法、催化部分氧化法三種。一般采用催化部分氧化法，用鎳基催化劑，反應溫度為960～1100℃，其問題是，高溫下含碳化合物會在鎳催化劑表面發生碳沉積，從而使鎳催化劑活性降低，甚至失去活性，烯烴比烷烴更易發生碳沉積。在焦爐煤氣進轉化爐之前，將烯烴經催化加氫變為飽和烴，會有利于減少催化劑表面的碳沉積，并加快烴氧化反應速度。

現有烯烴加氫技術存在的主要問題是：反應需使用活性高但資源少、成本高、易失活的Ni、Mo、Pd等金屬催化劑；反應需在較高的溫度和/或較高的氫氣壓強下進行，對設備材質要求較高。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明提供一種焦爐煤氣中烯烴加氫材料，該加氫材料具有原料成本低、制備方法簡單、使用條件溫和等優點。本發明同時提供一種該加氫材料的制備方法。

其技術解決方案是：

一種焦爐煤氣中烯烴加氫材料，是由Zr、Mn、碳化無煙煤以及Mg為原料，加氫制得；上述原料的用量為：15％～35％的Zr、1％～10％的Mn、15％～35％的碳化無煙煤、余量的Mg，以質量百分數計。

一種焦爐煤氣中烯烴加氫材料的制備方法，包括以下步驟：

a選取Zr、Mn、碳化無煙煤以及Mg四種原料；

b將步驟a中所選取的碳化無煙煤與Zr、Mn裝入球磨罐，用H₂置換球磨罐內的空氣，然后置于球磨機中球磨；

c步驟b完成后，將球磨罐內的粉體取出并在Ar氣保護下進行熱處理；

d將熱處理后的粉體與Mg裝入球磨罐，用H₂置換球磨罐內的空氣，再置于球磨機中球磨，制得加氫材料。

上述步驟a中，所述碳化無煙煤按下述步驟制得：選取無煙煤并將其粉碎至粒度＜74μm，再在溫度為800～1600℃的條件下碳化0.5～2小時。

上述步驟a中，所述原料的用量為：15％～35％的Zr、1％～10％的Mn、15％～35％的碳化無煙煤、余量的Mg，以質量百分數計。

上述步驟b中，所用Zr、Mn原料的粒度均＜38μm，球磨時間為2～5小時。

上述步驟c中，所述粉體的熱處理溫度為1200～1600℃、時間為0.5～2小時。

上述步驟d中，所用Mg原料的粒度＜74μm，球磨罐內充入H₂后壓強為1～2MPa，球磨時間為1～4小時，期間每隔0.5小時補充一次H₂。

本發明的有益技術效果是：

用本發明所制得的加氫材料作為焦爐煤氣中烯烴加氫反應的催化劑和氫源材料，反應氣相中無需高壓H₂存在，反應可在常壓下進行，反應溫度為100～200℃。本發明不使用價格高且易失活的金屬催化劑，而且能有效地使焦爐煤氣中的烯烴發生加氫反應變為飽和烴，烯烴轉化率＞97％，反應不受焦爐煤氣中CO和CO₂的影響。

附圖說明

圖1為實施例1所得加氫材料的透射電子顯微鏡照片圖(放大10萬倍，標尺為100nm)，展示了材料中粉體顆粒的粒徑為20～50nm。

具體實施方式

下面結合實施例對本發明作進一步的詳細說明：

實施例1