[發(fā)明專利]合成氣制低碳烯烴催化劑

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710478262.2
• 申請(qǐng)日: 2017-06-21
• 公開（公告）號(hào): CN109092291A
• 公開（公告）日: 2018-12-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宋衛(wèi)林;陶躍武;龐穎聰;李劍鋒
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)石油化工股份有限公司;中國(guó)石油化工股份有限公司上海石油化工研究院
• 主分類號(hào): B01J23/26
• 分類號(hào): B01J23/26;B01J23/34;B01J23/86;B01J23/889;C07C1/04;C07C11/04;C07C11/06
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本發(fā)明涉及合成低碳烯烴的催化劑，主要解決合成氣制烯烴中催化劑選擇性低的問題，本發(fā)明通過采用一種合成氣制低碳烯烴催化劑，以催化劑重量百分比計(jì)，包括以下組分：(1)20～80％的含Cr活性組分；(2)20～80％的載體的技術(shù)方案，較好地解決了該問題，可用于合成氣制低碳烯烴的工業(yè)化應(yīng)用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種合成氣制低碳烯烴催化劑及其使用方法。

背景技術(shù)

以乙烯、丙烯為代表的低碳烯烴(碳原子≤4的烯烴)是化學(xué)工業(yè)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(zhì)油等。國(guó)內(nèi)外多以天然氣或輕質(zhì)石油餾分為原料，采用乙烯聯(lián)合裝置中蒸汽裂解工藝生產(chǎn)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(jìn)行了這方面的研究開發(fā)工作，并取得了令世人矚目的成果。在當(dāng)前調(diào)整能源利用的結(jié)構(gòu)以逐步降低國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)石油能源的依賴的背景下，利用我國(guó)儲(chǔ)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(zhuǎn)化為C2～C4的烯烴，從長(zhǎng)遠(yuǎn)看，具有很高的戰(zhàn)略意義。

合成氣轉(zhuǎn)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(jīng)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(zhuǎn)化成烯烴。

費(fèi)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(gè)重要途徑。該方法是1923年由德國(guó)科學(xué)家Frans Fischer和Hans Tropsch發(fā)明的，即CO在金屬催化劑上發(fā)生非均相催化氫化反應(yīng)，生成以直鏈烷烴和烯烴為主的混合物的過程。德國(guó)在上世紀(jì)20年代就開展了研究和開發(fā)，并在1936年實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化，二戰(zhàn)后因在經(jīng)濟(jì)上無法與石油工業(yè)競(jìng)爭(zhēng)而關(guān)閉；南非擁有豐富的煤炭資源，但石油資源匾乏，且長(zhǎng)期受到國(guó)際社會(huì)經(jīng)濟(jì)與政治制裁的限制，迫使其發(fā)展煤制油工業(yè)技術(shù)，并于1955建成了第一座生產(chǎn)能力為25～40萬(wàn)噸產(chǎn)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(jī)，造成世界原油價(jià)格跌蕩起伏、大起大落，基于戰(zhàn)略技術(shù)儲(chǔ)備的考慮，F(xiàn)-T合成技術(shù)重新喚起工業(yè)化國(guó)家的興趣。1980年和1982年，南非Sasol公司又相繼建成并投產(chǎn)了兩座煤基合成油廠。但1986年世界油價(jià)的大幅下跌，推遲了F-T合成技術(shù)在其它國(guó)家的大規(guī)模工業(yè)化進(jìn)程。二十世紀(jì)90年代以來，石油資源日趨短缺和劣質(zhì)化，同時(shí)煤炭和天然氣探明儲(chǔ)量卻不斷增加，費(fèi)托技術(shù)再次引起廣泛關(guān)注，費(fèi)-托合成技術(shù)也得到了長(zhǎng)足的發(fā)展。目前常用的費(fèi)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(fèi)托合成工藝和低溫費(fèi)托合成工藝；合成工藝從所使用的反應(yīng)器不同來分類的話分為三大類：固定床費(fèi)托合成工藝，流化床費(fèi)托合成工藝(有早期的循環(huán)流化床以及后來在循環(huán)流化床基礎(chǔ)上發(fā)展出來的固定流化床)以及漿態(tài)床費(fèi)托合成工藝。其中的固定床與漿態(tài)床一般應(yīng)用于低溫費(fèi)托工藝，多用于重質(zhì)油以及蠟的生產(chǎn)，而流化床則更適用于生產(chǎn)較為輕質(zhì)的烴類的高溫費(fèi)托工藝。

現(xiàn)在的碳-化學(xué)合成烴類的目的是將其轉(zhuǎn)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(jià)值的物料。而且，由合成氣直接制取低碳烯烴為一步反應(yīng)生成目的產(chǎn)物，其工藝流程要比間接法簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)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(guān)注。