[發明專利]CO和H2

有效

• 申請號: 201710478131.4
• 申請日: 2017-06-21
• 公開（公告）號: CN109092289B
• 公開（公告）日: 2020-08-07
• 發明（設計）人: 宋衛林;陶躍武;龐穎聰;李劍鋒
• 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: B01J23/22
• 分類號: B01J23/22;B01J23/34;B01J23/847;B01J23/889;C07C1/04;C07C11/04;C07C11/06
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本發明涉及CO和H₂直接制低碳烯烴催化劑，主要解決CO和H₂直接制烯烴中催化劑選擇性低的問題，本發明通過采用一種CO和H₂直接制低碳烯烴催化劑，以催化劑重量百分比計，包括以下組分：(1)20～80％的含V活性組分；(2)20～80％的載體的技術方案，較好地解決了該問題，可用于CO和H₂直接制低碳烯烴的工業化應用。

技術領域

本發明涉及一種CO和H₂直接制低碳烯烴催化劑及其使用方法。

背景技術

以乙烯、丙烯為代表的低碳烯烴(碳原子≤4的烯烴)是化學工業的基本原料，目前，世界上低碳烯烴的主要原料為石油烴類，其中石腦油占大部分，還有烷烴、加氫柴油、部分重質油等。國內外多以天然氣或輕質石油餾分為原料，采用乙烯聯合裝置中蒸汽裂解工藝生產低碳烯烴。蒸汽裂解是石油化工中的大能耗裝置，而且完全依賴不可再生的石油資源。隨著石油資源的日漸缺乏，急需尋找替代資源。所以以天然氣替代石油制取烯烴的研究工作則被重視起來，世界上一些著名的石油公司和科研院所都進行了這方面的研究開發工作，并取得了令世人矚目的成果。在當前調整能源利用的結構以逐步降低國民經濟發展對石油能源的依賴的背景下，利用我國儲量豐富的天然氣資源，通過造氣制取合成氣(一氧化碳和氫氣混合氣)，再轉化為C2～C4的烯烴，從長遠看，具有很高的戰略意義。

合成氣轉化成烯烴的方法包括間接法和直接法，甲醇裂解制取低碳烯烴 MTO工藝和成氣經由二甲醚制取低碳烯烴SDTO工藝，先由合成氣合成甲醇或二甲醚，再由甲醇或二甲醚轉化成烯烴。

費托(Fascher-Tropsch)合成是利用合成氣(主要成分為CO和H₂)在催化劑的作用下合成烴的過程，是煤及天然氣間接液化的一個重要途徑。該方法是 1923年由德國科學家Frans Fischer和Hans Tropsch發明的，即CO在金屬催化劑上發生非均相催化氫化反應，生成以直鏈烷烴和烯烴為主的混合物的過程。德國在上世紀20年代就開展了研究和開發，并在1936年實現了工業化，二戰后因在經濟上無法與石油工業競爭而關閉；南非擁有豐富的煤炭資源，但石油資源匾乏，且長期受到國際社會經濟與政治制裁的限制，迫使其發展煤制油工業技術，并于 1955建成了第一座生產能力為25～40萬噸產品/年的煤基F-T合成油廠(Sasol-1)。 1973年和1979年的兩次世界性石油危機，造成世界原油價格跌蕩起伏、大起大落，基于戰略技術儲備的考慮，F-T合成技術重新喚起工業化國家的興趣。1980 年和1982年，南非Sasol公司又相繼建成并投產了兩座煤基合成油廠。但1986 年世界油價的大幅下跌，推遲了F-T合成技術在其它國家的大規模工業化進程。二十世紀90年代以來，石油資源日趨短缺和劣質化，同時煤炭和天然氣探明儲量卻不斷增加，費托技術再次引起廣泛關注，費-托合成技術也得到了長足的發展。目前常用的費托催化劑，從活性組分上來說分為兩大類：鐵基催化劑和鈷基催化劑；而常見的合成工藝從合成條件角度來分類的話分為兩大類：高溫費托合成工藝和低溫費托合成工藝；合成工藝從所使用的反應器不同來分類的話分為三大類：固定床費托合成工藝，流化床費托合成工藝(有早期的循環流化床以及后來在循環流化床基礎上發展出來的固定流化床)以及漿態床費托合成工藝。其中的固定床與漿態床一般應用于低溫費托工藝，多用于重質油以及蠟的生產，而流化床則更適用于生產較為輕質的烴類的高溫費托工藝。

現在的碳-化學合成烴類的目的是將其轉化為作為基本化工原料的低碳烯烴，其中乙烯和丙烯是目前最有價值的物料。而且，由合成氣直接制取低碳烯烴為一步反應生成目的產物，其工藝流程要比間接法簡單，經濟評價也較合算。最近十年，由合成氣直接合成低碳烯烴開始引起關注。