[發(fā)明專(zhuān)利]合成氣制低碳烯烴的催化劑、制備方法及其用途

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710694728.2
• 申請(qǐng)日: 2012-06-07
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107486226B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-09-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張謙溫;孫錦昌;劉衛(wèi)國(guó);佟澤民
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 北京高新利華科技股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): B01J27/232
• 分類(lèi)號(hào): B01J27/232;B01J37/02;B01J37/03;C07C1/04;C07C11/02;C10G2/00
• 代理公司: 北京至臻永信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11568
• 代理人: 張寶香;王淼

本發(fā)明涉及合成氣制低碳烯烴的催化劑、制備方法及其用途，催化劑有主活性組分和助活性組分，其中主活性組分為氧化鐵和氧化鋅，助活性組分為碳酸鎂。催化劑的制備方法詳見(jiàn)說(shuō)明書(shū)。本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)是：由合成氣直接得到低碳烯烴，不需要甲醇中間產(chǎn)品，低碳烯烴的生產(chǎn)成本低，低碳烯烴選擇性高，分離流程簡(jiǎn)單，CO的單程轉(zhuǎn)化率高，甲烷和CO₂生產(chǎn)量少，操作能耗更低。本發(fā)明催化劑的用途是合成氣直接合成低碳烯烴。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及烯烴制備的催化劑、制備方法，具體地說(shuō)，是涉及合成氣(氫氣和一氧化碳)直接合成低碳烯烴的催化劑、制備方法及其用途。

背景技術(shù)

低碳烯烴，通常來(lái)說(shuō)指的是碳原子數(shù)小于或等于4的烯烴，例如乙烯、丙烯以及丁烯等，是石油化工生產(chǎn)中最基本的有機(jī)化工原料，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有十分重要的地位，其用途主要可以用于生產(chǎn)如聚乙烯、聚丙烯、丙烯腈、環(huán)氧乙烷或者乙二醇之類(lèi)的有機(jī)化合物。

低碳烯烴目前主要來(lái)源于石油裂解，其中絕大部分低碳烯烴由烴類(lèi)(乙烷、丙烷、丁烷、石腦油、輕柴油和柴油加氫尾油等)蒸汽裂解裝置生產(chǎn)，少部分丙烯和丁烯產(chǎn)自煉油廠的催化裂化裝置的干氣回收。在中國(guó)，目前石腦油仍是最主要的乙烯裂解原料。隨著世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，市場(chǎng)對(duì)低碳烯烴需求量不斷增加，世界上烴類(lèi)蒸汽熱裂解生產(chǎn)乙烯和丙烯裝置的生產(chǎn)能力在不斷擴(kuò)大，特別是在中國(guó)，乙烯的生產(chǎn)量以每年5％～10％的速度增加。但是隨著石油資源日益緊缺，石油價(jià)格不斷提高，低碳烯烴的生產(chǎn)成本不斷增加，這嚴(yán)重影響了低碳烯烴的生產(chǎn)與供應(yīng)。在烴類(lèi)蒸汽裂解生產(chǎn)乙烯過(guò)程中，原料成本占生產(chǎn)成本的60％～80％。正確選擇乙烯原料對(duì)石油化學(xué)工業(yè)發(fā)展有很大影響，因此選擇經(jīng)濟(jì)的原料，對(duì)降低成本有著決定性的意義。

鑒于世界上石油資源相當(dāng)有限，但煤炭和天然氣資源豐富，因此合理利用豐富的煤炭和天然氣資源，將天然氣轉(zhuǎn)化為高附加值的產(chǎn)品和充分利用煤炭資源是被普遍重視的課題，有效利用天然氣和煤炭具有非常廣闊的前景、巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

利用煤或天然氣生產(chǎn)化工產(chǎn)品，一般需要首先將煤或天然氣與水和氧氣反應(yīng)生成含氫氣和CO為主要成分的氣體，然后經(jīng)過(guò)CO變換和酸性氣體脫除，將其中的硫、氮氧化物以及二氧化碳等脫除，調(diào)整氫氣和CO的比例，制備合成氣(CO和氫氣)。目前合成氣的生產(chǎn)技術(shù)已經(jīng)成熟，并廣泛應(yīng)用于甲醇生產(chǎn)工業(yè)過(guò)程。由合成氣作為原料，選擇性地合成低碳烯烴，將天然氣和煤轉(zhuǎn)化成高附加值產(chǎn)品，不但可以保障低碳烯烴的供應(yīng)，減少對(duì)石油資源的依賴(lài)，也能合理高效地開(kāi)發(fā)利用煤炭和天然氣資源，緩解油氣資源的短缺。

天然氣重整和煤氣化生產(chǎn)合成氣，然后合成氣轉(zhuǎn)化為液體產(chǎn)品的過(guò)程，被稱(chēng)為GTL(Gas-to-Liquids)和CTL(Coal-to-Liquids)技術(shù)。GTL商業(yè)化技術(shù)路線(天然氣制備液體產(chǎn)品)相關(guān)產(chǎn)品有甲醇、二甲醚和合成油。雖然合成油和二甲醚(DME)也有商業(yè)運(yùn)行的裝置，但目前甲醇生產(chǎn)裝置是GTL技術(shù)商業(yè)應(yīng)用最成功的。

目前專(zhuān)利和文獻(xiàn)披露的合成氣制烯烴的方法有兩類(lèi)：合成氣費(fèi)-托合成(F-T)的方法制取低碳烯烴；合成氣經(jīng)由甲醇或二甲醚間接制取低碳烯烴(MTO/MTP)。