[發明專利]一種脫除CO的方法

有效

• 申請號: 202011157486.1
• 申請日: 2020-10-26
• 公開（公告）號: CN114477088B
• 公開（公告）日: 2023-08-15
• 發明（設計）人: 張齊;魯樹亮
• 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北京化工研究院
• 主分類號: C01B3/58
• 分類號: C01B3/58;B01J27/24;B01J37/08;B01J37/18;B01J37/02
• 代理公司: 北京思創畢升專利事務所 11218
• 代理人: 孫向民;廉莉莉

本發明涉及氣體凈化領域，提供一種脫除CO的方法，該方法包括：在固定床反應器中，將含氮氧化合物的富氫氣體與負載型催化劑接觸，在反應溫度160～350℃、壓力0.1～7.0MPa、氣體空速10000～20000h^?1、入口CO濃度為0.5～2.0體積％的條件下進行甲烷化反應；其中，所述負載型催化劑包含基體以及負載其上的釕，所述基體包含氮摻雜的載體碳和鎳，且至少部分鎳與氮上的孤對電子之間形成配位鍵。本發明的方法能夠實現在高空速下的甲烷化反應，并能將富氫氣體中的CO脫除至1ppm以下。

技術領域

本發明涉及氣體凈化領域，更具體地，涉及一種脫除CO的方法。

背景技術

工業上最常見的貴金屬催化劑包括負載型Pd和Pt催化劑，負載型Ru貴金屬催化劑工業上也有使用，例如低溫甲烷化反應等。相對于其它貴金屬催化劑，負載型Ru催化劑因價格相對便宜，具有較好的工業應用前景。

目前，關于負載型Ru催化劑的研究主要集中在催化劑制備及應用，利用不同載體、不同Ru前驅體、不同制備方法等獲得適用于加氫或者脫氫等反應所需的催化劑。例如，以氧化鋁載體，通過浸漬方制得氧化鋁負載Ru催化劑；使用椰殼炭載體，通過浸漬方制得椰殼炭負載Ru催化劑；以二氧化鈦載體，通過浸漬、噴涂等方法獲得二氧化鈦負載Ru催化劑，這些催化劑可以用于加氫等反應。然而，上述負載型Ru催化劑因其制備方法以及組成、結構等原因，存在貴金屬利用效率低、反應活性不高、實際反應穩定性不好等問題。

甲烷化催化劑主要用于乙烯裝置或者合成氨裝置中粗氫中微量碳氧化合物（主要是CO）的深度脫除，一般要求粗氫中的碳氧化合物經甲烷化反應器須脫除至小于5ppm。甲烷化催化劑主要包括Ru催化劑和Ni催化劑。目前，普遍應用的甲烷化催化劑為Ni催化劑。Ni催化劑還分為高溫催化劑和低溫催化劑。在乙烯裝置中，高溫催化劑的操作溫度一般為280～350℃，低溫催化劑的操作溫度一般為150～200℃。傳統甲烷化催化劑在制備過程中需高溫焙燒，高溫焙燒造成相當多的金屬顆粒燒結，使得活性金屬的利用率降低，最終導致催化劑的反應活性低，導致反應溫度過高或難以高空速處理粗氫中的CO，處理效率較低。

因此，開發具有高活性的催化劑對于甲烷化工藝具有重要的意義，一方面可以實現較低溫脫除反應，另一方面可以實現高空速脫除反應。

發明內容

本發明的目的是提供一種新的脫除CO的方法。本發明的方法通過采用的負載型催化劑使得粗氫氣體下的甲烷化反應能夠在高空速下有效進行，將富氫氣體中的CO含量脫除至1ppm以下。

具體地，本發明提供了一種脫除CO的方法，該方法包括：在固定床反應器中，將含碳氧化合物的富氫氣體與負載型催化劑接觸，在反應溫度160～350℃、壓力0.1～7.0MPa、氣體空速10000～20000h^-1、入口CO濃度為0.5～2.0體積%的條件下進行甲烷化反應；其中，所述負載型催化劑包含基體以及負載其上的釕，所述基體包含氮摻雜的載體碳和鎳，且至少部分鎳與氮上的孤對電子之間形成配位鍵。

本發明提供的是一種高空速脫除富氫氣體中CO的方法，所采用的負載型催化劑中，基體是以高分子碳化所獲得的氮摻雜的載體碳并結合鎳，基體中的氮與金屬鎳之間存在配位鍵，使得鎳的分散更均勻，且價電子結構因配位鍵產生改變，結合負載的釕金屬，活性組分的利用率高，催化劑的穩定性高，強度好，能夠實現在高空速下的甲烷化反應，并能將富氫氣體中的CO脫除至1ppm以下。

本發明的其它特征和優點將在隨后具體實施方式部分予以詳細說明。

具體實施方式

以下對本發明的具體實施方式進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的具體實施方式僅用于說明和解釋本發明，并不用于限制本發明。

本發明提供了一種脫除CO的方法，該方法包括：在固定床反應器中，將含碳氧化合物的富氫氣體與負載型催化劑接觸，并進行甲烷化反應。