[發(fā)明專利]二氧化碳加氫一步法合成低碳烯烴用催化劑的制備工藝

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010280572.1
• 申請日: 2010-09-14
• 公開（公告）號: CN101947467A
• 公開（公告）日: 2011-01-19
• 發(fā)明（設計）人: 連丕勇;宋麗娟;李其明;王志敏;張照飛;佟天宇;尹延超;辛春玲;趙學勤
• 申請（專利權(quán)）人: 遼寧石油化工大學
• 主分類號: B01J29/85
• 分類號: B01J29/85;C07C1/12;C07C11/04;C07C11/02
• 代理公司: 沈陽亞泰專利商標代理有限公司 21107
• 代理人: 郭元藝

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬合成催化劑領(lǐng)域，特別涉及一種以SBAPO-34分子篩為殼，以CuO-ZnO-ZrO₂為核的二氧化碳加氫一步法合成低碳烯烴用催化劑的制備工藝。?

背景技術(shù)

人口的急劇增長和工業(yè)的飛速發(fā)展，使得化石能源大量消耗，CO₂的排放量逐年增加。據(jù)統(tǒng)計目前全世界排放到大氣中的CO₂總量已超過500億t/a，其中由于化石能源使用所釋放的CO₂量約占其中總量的77％。大量的CO₂氣體排放到大氣中，對大氣環(huán)境造成巨大的影響它導致全球變暖，給生態(tài)環(huán)境帶來嚴重破壞，使全球性氣候異常，引發(fā)頻繁的自然災害。國內(nèi)外正在積極通過開發(fā)清潔能源實現(xiàn)CO₂的源頭排減，同時也在展開CO₂大規(guī)模捕獲、儲存與固定的實驗研究。而且近年來，二氧化碳的固定化研究越來越引起人們的關(guān)注，利用二氧化碳進行催化加氫合成化學品，是一項很有意義的研究。?

以往，對二氧化碳加氫的研究多集中在甲烷化和合成甲醇等方面。通過加氫合成甲醇是轉(zhuǎn)化CO₂的有效途徑，然而由于受熱力學限制，甲醇的單程收率一直局限于較低水平。因此，對于CO₂直接加氫合成低碳烯烴的研究兼有化工、能源、環(huán)保等多重意義。另外，與傳統(tǒng)的二步法生產(chǎn)工藝相比，一步法工藝還具有流程簡單、設備少和投資小等諸多優(yōu)點。傳統(tǒng)的甲醇生產(chǎn)是由合成氣加氫催化制得，低碳烯烴則是由甲醇氣相催化脫水制得。以CO₂加氫催化直接合成低碳烯烴，是將甲醇合成和甲醇脫水2個化學過程結(jié)合在一起。二氧化碳與氫氣首?先在甲醇合成催化劑上進行催化加氫反應，生成甲醇；第一步反應生成的甲醇又迅速擴散到甲醇脫水催化劑上，進行第二步甲醇到低碳烯烴的反應。因此，在同一催化劑上實現(xiàn)一步法由二氧化碳到低碳烯烴催化反應的進行。?

早在1945年，Ipatieff和Monroe就首次報道了Cu-Al催化劑上CO₂加氫合成甲醇的研究，討論了催化劑組成、反應溫度、H₂/CO₂配比和反應壓力的影響。從此，有許多催化劑體系被研究，眾多催化劑體系大致可分為三類：一類是銅基催化劑，另一類是以貴金屬為主要活性組分的負載型催化劑，還有一類是其它催化劑，其中以銅基催化劑研究得最多，綜合性能最好。許勇等在Cu-ZnO-Al₂O₃催化劑上進行了CO₂加氫合成甲醇研究，CO₂轉(zhuǎn)化率達26.38％，甲醇選擇性為12.57％；CO₂/H₂在Cu-ZnO雙組分催化劑上CO₂轉(zhuǎn)化率為18.71％。甲醇選擇性為9.87％；林西平等用溶膠一凝膠法制備了CuO-ZnO-ZrO/SiO₂-ZrO₂超細催化劑，在2.0MPa，240℃，空速為2400h^-1的條件下，CO₂轉(zhuǎn)化率達11.69％，甲醇選擇性達89.31％?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在克服現(xiàn)有技術(shù)的不足之處而提供一種流程簡化，設備減少，投資成本低廉的二氧化碳加氫一步法合成低碳烯烴用催化劑的制備工藝。本發(fā)明所涉及的復合催化劑系以SBAPO-34為殼，以CuO-ZnO-ZrO₂為核雙結(jié)構(gòu)的復合催化劑。?

由于銅基催化劑對催化二氧化碳加氫合成甲醇具有較高的活性和選擇性，且長期以來一直得到廣泛深入的研究，尤其是CuO-ZnO-ZrO₂催化劑的制備與應用研究。在CuO-ZnO-ZrO₂催化劑上進行二氧化碳加氫合成甲醇反應的催化反應動力學已研究得較為透徹，另外，與Pt、Pd、Au等貴金屬催化劑比較，CuO-ZnO-ZrO₂催化劑的價格便宜很多，在經(jīng)濟上更占有優(yōu)勢。因此，根據(jù)查閱文獻的結(jié)果及?本組一直以來的實驗研究，選擇CuO-ZnO-ZrO₂催化劑體系作為合成甲醇的催化劑組分。?