[發(fā)明專利]利用復合儲氫材料對一氧化碳加氫制備低碳烯烴的方法

有效

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• 申請日: 2019-09-30
• 公開（公告）號: CN110590488B
• 公開（公告）日: 2022-03-22
• 發(fā)明（設計）人: 陳海鵬;劉金強;李佳奇;王遠潔;舍晨星;李曉楠;張巖;馬寧寧
• 申請（專利權(quán)）人: 洛陽師范學院
• 主分類號: C07C1/04
• 分類號: C07C1/04;C07C11/02;C07C11/04;C07C11/06
• 代理公司: 洛陽公信知識產(chǎn)權(quán)事務所(普通合伙) 41120
• 代理人: 時亞娟

本發(fā)明涉及利用復合儲氫材料對一氧化碳加氫制備低碳烯烴的方法，屬于化工技術(shù)領(lǐng)域，所述方法是首先將鎂鋁合金粉和氧化鈰粉置于球磨罐中，在氧化鋯研磨介質(zhì)、氬氣氣氛下球磨活化減小顆粒尺寸；然后打開球磨罐，以鐵球替換部分氧化鋯磨球，在氫氣氣氛下球磨活化得到復合儲氫材料；將所得復合儲氫材料放入固定床反應器中，通入合成氣，提高壓強并加熱反應器，一氧化碳和氫氣在儲氫材料作用下生成低碳烯烴。本發(fā)明加氫方法的復合儲氫材料原料成本低、反應活性高、使用條件溫和以及低碳烯烴的選擇性高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于化工技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及利用復合儲氫材料對一氧化碳加氫制備低碳烯烴的方法。

背景技術(shù)

一般含碳物質(zhì)燃燒不完全時，會產(chǎn)生有毒有害的一氧化碳氣體。工業(yè)上煉鐵、煉焦、鑄造、煅燒、垃圾處理等過程，都會產(chǎn)生一氧化碳氣體。煤基合成氣中的一氧化碳和氫氣可用于合成甲醇、乙醇、乙二醇、低碳烯烴、油品等高附加值產(chǎn)品，其中低碳烯烴是重要的化工原料。目前，工業(yè)上將合成氣轉(zhuǎn)化成低碳烯烴主要采用甲醇路線，即首先將一氧化碳加氫制備甲醇，再經(jīng)由甲醇轉(zhuǎn)化為低碳烯烴。該工藝耗能較高、污染嚴重、經(jīng)濟效益不顯著。將一氧化碳采用一步法制備低碳烯烴將有助于縮短工藝流程、減少設備投入、提高經(jīng)濟效益。目前，將一氧化碳經(jīng)由一步法制備低碳烯烴仍然是煤化工行業(yè)的瓶頸問題。新型高效的催化劑的開發(fā)和研制是解決這一問題的重要途經(jīng)。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種利用復合儲氫材料對一氧化碳加氫制備低碳烯烴的方法。所述方法利用復合儲氫材料對一氧化碳加氫，復合儲氫材料采用機械力化學的方法制備，制備方法簡單，可重復性強。所得產(chǎn)物低碳烯烴的選擇性高。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的具體方案為：

利用復合儲氫材料對一氧化碳加氫制備低碳烯烴的方法，包括以下步驟：

步驟一、將鎂鋁合金粉和氧化鈰粉置于球磨罐中，再加入氧化鋯磨球為研磨介質(zhì)，通入氬氣，在氬氣氣氛下球磨；

步驟二、球磨結(jié)束后打開球磨罐，以鐵球替換部分氧化鋯磨球，再通入氫氣，在氫氣氣氛下球磨活化得到復合儲氫材料；

步驟三、將步驟二所得復合儲氫材料放入固定床反應器中，通入具有較低氫碳比的合成氣，加熱反應，一氧化碳和氫氣在儲氫材料作用下生成低碳烯烴。

作為對上述方案的進一步優(yōu)化，步驟一所述鎂鋁合金粉和氧化鈰粉的質(zhì)量比為8:2，所述在氬氣氣氛下球磨的時間為3-5h。

作為對上述方案的進一步優(yōu)化，步驟一中的氧化鋯磨球直徑分別為3mm、6mm、10mm和20mm，所述直徑為3mm、6mm、10mm和20mm氧化鋯磨球的個數(shù)分別為1000、300、30和2。

作為對上述方案的進一步優(yōu)化，步驟二中所述以鐵球替換部分氧化鋯磨球，是將15~30個直徑為10mm的氧化鋯磨球替換為15~30個直徑為10mm的鐵球。

作為對上述方案的進一步優(yōu)化，步驟二所述在氫氣氣氛下球磨活化，球磨罐中的氫氣壓強為1~2MPa，活化時間為3~5h。

作為對上述方案的進一步優(yōu)化，步驟三中的合成氣的氫碳比為1:4~1:10；反應壓強為1~2MPa，反應溫度為280~350℃。

本發(fā)明所述利用復合儲氫材料對一氧化碳加氫制備低碳烯烴的方法，是采用機械力化學的方法使物料顆粒產(chǎn)生大量的缺陷，降低反應勢壘，從而將氧化鈰與儲氫材料復合、將鐵元素摻雜到儲氫材料表面。一氧化碳加氫過程中，復合儲氫材料中的儲氫組分（鎂、鋁、鐵）可以將氫氣活化為負價態(tài)的氫離子，而氧化鈰組分將氫氣活化為正價態(tài)的氫離子。負氫離子進攻一氧化碳的碳位，正氫離子進攻一氧化碳的氧位。在氫氣分壓較低的情況下，碳鏈增長而生成低碳烯烴。

本發(fā)明的有益效果為：