[發明專利]一種用于漿態床合成氣直接制烯烴的含鈷催化劑的原位還原活化方法及直接制烯烴的方法

在審

• 申請號: 201811550279.5
• 申請日: 2018-12-18
• 公開（公告）號: CN109663597A
• 公開（公告）日: 2019-04-23
• 發明（設計）人: 鐘良樞;孫予罕;呂東;王新星;林鐵軍;齊行振
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海高等研究院
• 主分類號: B01J23/889
• 分類號: B01J23/889;B01J37/18;B01J37/16;C10G2/00
• 代理公司: 上海光華專利事務所(普通合伙) 31219
• 代理人: 金彥;許亦琳

本發明提供一種用于漿態床合成氣直接制烯烴的含鈷催化劑的原位還原活化方法及合成氣直接制烯烴的方法，包括如下步驟：1)將含鈷催化劑在沸點高于350℃的混合烴類液體中分散均勻；2)通入惰性氣體將空氣置換完全，然后在惰性氣體氣氛下將壓力調整；3)升溫，然后用還原氣將惰性氣體置換完全；4)升溫，所述含鈷催化劑進行還原；5)還原結束后，降溫；6)調整壓力，切換還原氣為活化氣，將還原后的含鈷催化劑進行活化。所述原位還原活化方法大大提高實際生產中還原過程的便捷操作性，并且可改善催化劑還原活化后的性能，降低積碳，提高活性組分Co₂C的比例和結構穩定性，從而提高催化劑在漿態床反應器中的催化性能。

技術領域

本發明涉及一種用于漿態床合成氣直接制烯烴的含鈷催化劑的原位還原活化方法及合成氣直接制烯烴的方法。

背景技術

烯烴是一類重要的工業原料，通常將乙烯、丙烯、丁烯稱為低碳烯烴，而把C5以上的端基直鏈烯烴稱為α-烯烴。低碳烯烴是石油化工生產最基本的原料，90％以上主要來自于石腦油的蒸汽裂解工藝，可以用于生產聚乙烯、聚丙烯、丙烯腈、環氧乙烷、丁苯橡膠等大宗商品，具有廣泛的應用需求；而α-烯烴目前主要通過乙烯齊聚法、石蠟裂解法、合成氣轉化法制備，主要應用于共聚單體、增塑劑、潤滑油、洗滌劑、助劑、精細化學品等的合成，具有很高的附加值。隨著世界能源利用技術的發展，從合成氣出發制備優質的烯烴產品來補充市場需求越來越成為一個重要的技術研究方向。

目前從合成氣出發制備烯烴主要有以下兩種技術路線：一是從合成氣制備甲醇，再從甲醇制烯烴的MTO路線，主要產物是低碳烯烴，屬于間接法制備；二是從費托路線出發，一步法制備烯烴，即FTO路線，主要有Fe基和Co基催化體系，可以得到低碳烯烴和α-烯烴產品，可采用固定床和漿態床反應器。

漿態床反應器的最大優勢是反應器床層內反應物混合均勻、傳熱性能好、反應溫度容易控制、可等溫操作，同時使用漿態床反應器進行合成氣轉化可以實現在線催化劑更換，因而具有很大的技術及經濟優勢，是目前國際上重點開發的合成氣轉化技術。漿態床反應器通常對催化劑粒度有一定要求，一般粒度范圍在50-150μm之間，還需要具有一定的抗磨損強度，以保證催化劑不會在反應器中發生粉碎影響產物分離效果，同時保證催化劑長期運行的穩定性。

用于合成氣制烯烴的碳化鈷基催化劑的活性中心一般認為是碳化鈷(Co₂C)，其含量及形貌結構通常與還原活化條件密切相關。此外，碳化鈷基合成氣制烯烴催化劑的還原預處理條件(溫度、壓力、空速、還原氣組成、升溫程序、預處理時間)通常對催化劑反應性能(活性、選擇性、穩定性、抗磨損性)有很大影響。綜合現有專利，目前的催化劑還原方法多應用于傳統的鐵基或鈷基費托反應，尚無一種可用于漿態床合成氣直接制烯烴的碳化鈷基催化劑還原活化方法。

發明內容

本發明的目的是提供一種適用于工業大規模生產的漿態床合成氣直接制烯烴的含鈷催化劑的原位還原活化方法及合成氣直接制烯烴的方法。所述原位還原活化方法可大大提高實際生產中還原過程的便捷操作性，并且可以改善催化劑還原活化后的性能，降低積碳，提高活性組分Co₂C的比例和結構穩定性，從而提高催化劑在漿態床反應器中的催化性能。

為實現上述目的及其他相關目的，本發明是通過以下技術方案實現的：

本發明第一方面提供一種用于漿態床合成氣直接制烯烴的含鈷催化劑的原位還原活化方法，包括如下步驟：

1)將含鈷催化劑在沸點高于350℃的混合烴類液體中分散均勻；

沸點高于350℃的混合烴類液體可以為飽和烴類(如高熔點蠟)，呈惰性，沸點高于350℃(高于反應溫度)，維持液面平衡；