[發明專利]無粘結劑整體式催化劑、制備方法及其用途

有效

• 申請號: 201811275661.X
• 申請日: 2018-10-30
• 公開（公告）號: CN111111752B
• 公開（公告）日: 2022-09-06
• 發明（設計）人: 劉暢;劉蘇;周健;王仰東;周海波;蘇俊杰;焦文千;張琳
• 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: B01J29/48
• 分類號: B01J29/48;B01J29/40;C10G2/00
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本發明涉及一種無粘結劑整體式催化劑、制備方法及其用途，特別是涉及合成氣轉化生產芳烴和/或輕烴的工藝以及所使用的催化劑。催化劑體系具有合成氣轉化、芳烴和/或輕烴合成的催化活性。其中合成氣轉化活性由金屬氧化物提供，芳烴和/或輕烴合成活性由包括MFI或MEL結構分子篩提供。針對多組分催化劑成型過程中添加粘結劑導致活性降低的問題，本發明提供一種無粘結劑整體式催化劑的制備方法。在該無粘結劑整體式催化劑的作用下，合成氣可以高效轉化生成芳烴和/或輕烴產物。本發明提供了一條非費托路線、一步法實現合成氣直接轉化制芳烴和/或輕烴的新路線。

技術領域

本發明涉及一種合成氣轉化生產芳烴和/或輕烴的催化劑、制備方法及其用途，具體涉及采用無粘結劑整體式催化劑體系，由合成氣轉化生產芳烴和/或輕烴的工藝。

背景技術

烴類作為能源組成以及合成材料單體，在國民經濟和人民生活中具有不可或缺的作用。隨著石油資源的日益短缺，開發烴類生產新路線，降低對石油資源的依賴得到了廣泛關注。作為煤炭資源轉化利用的主要中間體，合成氣的催化轉化已有悠久的歷史，由合成氣制烴類的技術路線主要包括費托合成路線、基于甲醇平臺的間接合成路線。其中，費托合成的產物分布較寬且受Anderson-Schulz-Flory分布限制，烯烴/芳烴產物選擇性較低；基于甲醇平臺的間接合成路線可借鑒現有成熟工藝，但其生產路線較長，在實際生產中設備投資較高。

為克服上述兩種路線的缺點，將CO加氫催化劑與中間體轉化催化劑耦合，通過中間產物(如烴類或甲醇)的二次轉化，可高選擇性地生成特定產物。S.Kang等,CatalysisLetter,2008,125,264-270；S.Kang等,Fuel Processing Technology,2010,91,399-403將Fe或Fe-Cu-K負載于硅鋁比Si/Al＝25的ZSM-5分子篩上，與體相Fe或Fe-Cu-K催化劑相比，ZSM-5負載催化劑較強的酸性有利于提高產物中C₂-C₄選擇性，此外產物烯烴/烷烴比也有所提高。X.Peng,Angewandte Chemie International Edition,2015,54,4553-4556提供了介孔Y分子篩負載Co催化劑的設計思路，利用介孔Y分子篩較弱的酸性和較大的孔道結構(相比于ZSM-5)，該負載型催化劑顯著提高了C₁₀-C₂₀的選擇性。除了負載型催化劑，將費托合成催化劑與酸性分子篩催化劑以不同形式混合而成的復合催化劑體系也有較多報道。Q.Lin,Journal of Catalysis,2016,344,378-388以HZSM-5包覆Co/Pd/SiO₂，提高了產物中C₅-C₁₁選擇性。王德生等,催化學報,2002,23,333-335探討了Fe/MnO與ZnZSM-5(Si/Al＝25)機械混合雙功能催化劑在合成氣直接轉化制芳烴體系的應用，得到了50％左右的芳烴選擇性。近年，中國專利201710875521.5公開了費托合成催化劑-改性分子篩用于合成氣一步制輕質芳烴的應用。B.Zhao等,Chem,2017,3,1-11報道了Na-Zn-Fe₂C₅/ZSM-5催化劑，用于合成氣轉化體系可得到高于85％的CO轉化率，芳烴選擇性達51％。