[發明專利]兩段式流化床CO脫氫凈化反應技術及所用催化劑

有效

• 申請號: 201710539822.0
• 申請日: 2017-07-05
• 公開（公告）號: CN107497425B
• 公開（公告）日: 2019-07-30
• 發明（設計）人: 姚元根;周張鋒;喬路陽;宗珊珊;崔國靜;吳娟;許東杰
• 申請（專利權）人: 中國科學院福建物質結構研究所
• 主分類號: B01J23/50
• 分類號: B01J23/50;B01J27/13;B01J37/02;C01B32/40
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 張慧

1.一種兩段式流化床CO脫氫凈化反應工藝方法，其中上端流化床和下端流化床，呈上下串聯排列，反應氣體從下端流化床下方的進料口進入反應器進行CO脫氫凈化反應，除去其中大部分H₂；反應后的氣體再與補充的O₂混合后從上端流化床的入口進入上端流化床進行反應，反應后的氣體經上端出口進入換熱器冷凝，換熱器出來的氣相組分直接作為羰基合成反應用的原料氣，冷凝后的水進入儲罐；

其具體工藝流程是：

A．先將催化劑裝填于下、上端流化床內，用氮氣置換兩個反應器中的氣體，預熱催化劑，將預熱后的CO原料氣和計量的O₂進入氣體分布器充分混合后進入下端流化床，鼓動催化劑到提升管進行氧化脫氫反應，反應條件是：反應溫度為110-150 ℃，空速為1000 –20000 h^-1，反應壓力為0.1 – 3.0 MPa；

所述的反應氣體為CO原料氣，其中CO含量為90 – 99.5 %、H₂為0.5 – 10 %；O₂與H₂的體積比為0.5 – 5；下端流化床出口的氣相組分為CO、CO₂、O₂、H₂、H₂O，其中H₂含量低于5000ppm；

B．步驟A反應后氣體與補充的O₂從上端流化床入口進入上端反應器反應，反應條件是：反應溫度為120-200 ℃，空速為1000 – 15000 h^-1，反應壓力為0.1 – 1.5 MPa；反應后的氣相產物從氣體出口進入換熱器冷凝，冷凝后的水進入儲罐；氣相組分作為羰基合成反應用的原料氣；

補充O₂按照進入上端反應器中O₂：H₂體積比為0.5 – 5：1計量；冷凝器出來的氣相組分為CO、CO₂、O₂；其中H₂的含量低于50ppm；

下端流化床所用的催化劑為PdAgClx/ TiO₂，x=1-3；上端流化床所用的催化劑為PdO-Ag₂O/TiO₂。

2.根據權利要求1所述的兩段式流化床CO脫氫凈化反應工藝方法，其特征是步驟A所述的下端流化床的反應條件是：溫度為115-135℃，空速為5000 – 10000 h^-1，壓力為2.0 –2.5 MPa；下端流化床反應后的氣體中H₂含量低于3000ppm；

步驟B所述的上端流化床反應條件是：溫度為125-150℃，空速為5000 – 8000 h^-1，壓力為0.5 – 1.0 MPa；冷凝器出來的氣相組分中H₂的含量低于10ppm。

3.一種權利要求1所述兩段式流化床CO脫氫凈化反應工藝方法，其特征是下端流化床所用催化劑的化學式為PdAgClx/ TiO₂ ，x=1-3，其中PdAgClx為活性組分，TiO₂為載體；Pd與Ag的摩爾比為1-3:1，Pd占催化劑的質量百分含量為0.2 – 3.0 %，Ag占催化劑的質量百分含量為0.2 – 3.0 %。

4.根據權利要求3所述兩段式流化床CO脫氫凈化反應工藝方法，其特征是下端流化床用的催化劑中Pd與Ag的摩爾比為1:1，Pd占催化劑的質量百分含量為0.3 – 0.8 %，Ag占催化劑的質量百分含量為0 0.3 – 0.8 %。

5.一種權利要求1所述兩段式流化床CO脫氫凈化反應工藝方法，其特征是上端流化床所用催化劑的化學式為PdO-Ag₂O/TiO₂，其中PdO- Ag₂O為活性組分，TiO₂為載體；Pd與Ag的摩爾比為1-3:1，Pd占催化劑的質量百分含量為0.2 – 1.5 %；Ag占催化劑的質量百分含量為0.2 – 1.5%；該催化劑耐水，反應氣氛中有少量的水蒸氣不會影響催化劑活性和壽命。

6.根據權利要求5所述兩段式流化床CO脫氫凈化反應工藝方法，其特征是上端流化床用的催化劑中Pd與Ag的摩爾比為1:1，Pd占催化劑的質量百分含量為0.5 – 0.9 %，Ag占催化劑的質量百分含量為0.5 – 0.9 %。