[發(fā)明專利]二氧化碳的利用方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201811275247.9
• 申請日: 2018-10-30
• 公開（公告）號: CN111111766A
• 公開（公告）日: 2020-05-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 蘇俊杰;王仰東;劉蘇;周海波;劉暢;焦文千;張琳
• 申請（專利權(quán)）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: B01J29/85
• 分類號: B01J29/85;B01J29/84;B01J37/04;C07C1/12;C07C11/04;C07C11/06
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本發(fā)明屬于化學化工技術(shù)領(lǐng)域，本發(fā)明涉及一種二氧化碳的利用方法。該方法將二氧化碳通過氫氣氛圍的催化劑床層，使至少部分二氧化碳轉(zhuǎn)化為烴類。其中催化劑包括金屬氧化物和分子篩兩部分，金屬氧化物包括一種或兩種以上的金屬氧化物，通過溶解、恒溫沉淀、過濾洗滌、干燥、煅燒等過程制得催化劑。再將氧化物與一定量的分子篩催化劑混合，填充到固定床反應(yīng)器中，在氫氣的氛圍下，將CO2通過催化劑床層，在反應(yīng)溫度340?460℃、反應(yīng)壓力0.5?8.0Mpa、GHSV 800?8000h^?1的條件下，可實現(xiàn)二氧化碳直接轉(zhuǎn)化為烴類，可用于二氧化碳資源化利用的工業(yè)生產(chǎn)中。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于化學化工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種二氧化碳的利用方法；特別是涉及一種通過二氧化碳轉(zhuǎn)化制烴的方法。

背景技術(shù)

隨著全球經(jīng)濟的快速增長，化石燃料的大量利用，全球變暖已是當前人類不得不面對的重要環(huán)境問題。而近年來，隨著工業(yè)化、城鎮(zhèn)化的大力推進，我國的能源消耗量和二氧化碳排放量也不斷攀升；截止2015年，我國的二氧化碳排放量已躍居全球首位，占全球總排放量的25％以上。為了應(yīng)對全球變暖的氣候問題，各國都提出了二氧化碳減排的目標，我國也提出到2020年單位GDP二氧化碳排放比2005年下降40％－45％的目標。我國是火力發(fā)電大國，而電廠煙道氣是CO₂長期穩(wěn)定的集中排放源。傳統(tǒng)的碳捕集與封存只是把二氧化碳封存起來，不能實現(xiàn)再利用；并且投資大，收益甚微。因此，開發(fā)二氧化碳資源化利用技術(shù)成為關(guān)鍵。

低碳烴，尤其是低碳烯烴(乙烯、丙烯)是非常重要的化工原料。特別是乙烯，乙烯產(chǎn)量是衡量一個國家化學工業(yè)發(fā)展水平的標志。烯烴可發(fā)生氫化、鹵化、聚合等加成反應(yīng)，得到其他重要的原料，以及人們生活中的塑料制品、橡膠、纖維等下游產(chǎn)品，在人們生活中無處不在。我國乙烯、丙烯的生產(chǎn)所面臨的突出問題是消費自給率較低、供求矛盾突出。傳統(tǒng)工藝生產(chǎn)乙烯主要通過蒸汽裂解技術(shù)，而丙烯主要來源于該工藝的副產(chǎn)物。蒸汽裂解是石油化工中的大能耗裝置，反應(yīng)溫度大于800℃，高耗水，而且該工藝生產(chǎn)1噸乙烯需要3噸石腦油，折算下來需要約10噸原油，而且完全依賴并大量消耗不可再生的石油資源。近年，為了緩解我國石油資源不足、對外依存度大帶來的壓力，我國研發(fā)并投產(chǎn)了以煤為原料，經(jīng)合成氣、甲醇來制取低碳烯烴，但這種方法仍然依賴不可再生的化石能源，并伴有大量的碳排放。而利用二氧化碳作為碳源，結(jié)合清潔可再生能源產(chǎn)生的氫源，來制取烯烴，不僅實現(xiàn)了二氧化碳減排的目標，也可擺脫對烯烴對化石能源的依賴，并產(chǎn)生一定的經(jīng)濟效益。

目前，二氧化碳的利用方法多用于合成甲醇，其中，CN103272607B、CN105498756ACN101444731A等公布了一系列二氧化碳合成甲醇的催化劑及方法。相比于二氧化碳加氫制甲醇，再由甲醇制化學品的間接法而言，一步法利用二氧化碳制備低碳烴只包含二氧化碳轉(zhuǎn)化以及產(chǎn)物分離系統(tǒng)，可省去工藝中的甲醇分離裝置、甲醇轉(zhuǎn)化反應(yīng)裝置等。整套生產(chǎn)裝置流程的簡化可以大幅降低裝置的一次性投入和能耗，節(jié)約成本，提高環(huán)境和經(jīng)濟效益。

專利文獻CN106423263A公開了一種硅鋁氧化物負載鐵基二氧化碳加氫制低碳烴催化劑的制備方法，該方法采用浸漬法負載活性組分Fe和金屬助劑K、Mn等組分，應(yīng)用在二氧化碳加氫反應(yīng)中，實現(xiàn)了二氧化碳直接制備低碳烴；但由于該方法屬于改性費托合成方法，產(chǎn)物仍受ASF分布限制，低碳烴的選擇性難以突破60％。除此之外，CN104624194A、CN1127240A等專利文獻的方法也都存在低碳烴選擇性低的問題。

由此可見，直接利用二氧化碳的高選擇性的得到制低碳烴的一個亟待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的二氧化碳處理方式單一、處理后得到的產(chǎn)品附加值不高、產(chǎn)物分布較寬，不利于后續(xù)的分離和利用等問題，提供了一種新的二氧化碳利用方法，該方法用于二氧化碳利用時，具有處理方式多樣、原子經(jīng)濟、得到的產(chǎn)品附加值高等優(yōu)點。