用于制备合成气混合物的方法，通过将包含二氧化碳和氢气的气态进料混合物引入至包含非锌催化剂的反应器中实现。催化剂与气态进料混合物接触以形成合成气混合物反应产物。该反应在含镍和/或含铁材料的存在下发生。在700C至800C的反应器入口温度下，将气态进料混合物引入至反应器，反应在基本上绝热的条件下进行，或者其中，在500C至600C的反应器出口温度下，从反应器移出合成气混合物反应产物。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】用于制备合成气混合物的方法，通过将包含二氧化碳和氢气的气态进料混合物引入至包含非锌催化剂的反应器中实现。催化剂与气态进料混合物接触以形成合成气混合物反应产物。该反应在含镍和/或含铁材料的存在下发生。在700C至800C的反应器入口温度下，将气态进料混合物引入至反应器，反应在基本上绝热的条件下进行，或者其中，在500C至600C的反应器出口温度下，从反应器移出合成气混合物反应产物。【专利说明】
本专利技术的实施方式涉及由二氧化碳和氢气生产合成气体（合成气）混合物的催化 方法。
技术介绍
美国专利申请公开第2003/0113244A1号公开了在基于氧化锌和氧化铬但不包含 铁的催化剂存在下，在500-600°C范围的温度下，通过转化0) 2和H 2的气相混合物用于生产 富含一氧化碳（CO)的合成气体（合成气）混合物的方法。表明Zn和Cr二者的存在对于 以良好的反应速率形成一氧化碳和氢气的混合物是必要的，而避免Fe和/或Ni的存在以 抑制通过所谓的甲烷化副反应形成甲烷。通常不期望形成副产物甲烷，因为它的产生减少 CO的产生。通过焦炭的形成及其沉积，甲烷的共生产也会降低催化剂的寿命。 在过去的几十年中，已经研发了许多方法来生产化学工业中最重要的原料之一合 成气。天然气和（轻）烃是用于制备合成气的主要的起始原料。合成气被成功地用作合成 燃料并且还成功用于多种化学工艺中，如甲醇、氨的合成、费托（Fischer-Tropsch)类型的 合成和其他的烯烃的合成、加氢甲酰化或羰基化反应、不锈钢生产中还原氧化铁等。 这种合成气方法常用甲烷作为主导给料，通过蒸汽重整、部分氧化、CO2重整、或通 过所谓的自热重整反应可以将其转化为合成气。与通过甲烷蒸汽重整生产合成气相关的劣 势中的一个是生产的气体混合物的组成受限于反应的化学计量：H 2/C0比为3或更高。 为了避免这些缺点以及帮助抵消大气中增加的二氧化碳（CO2)浓度，已经进行了 将CO 2作为原材料来制造合成气的研宄。该转化基于以下方程式1所示的平衡反应： C0+H20^C02+H2(1) 正反应被称为水煤气变换（WGS)反应，而逆反应被称为逆水煤气变换（RWGS)反 应。 通过催化RWGS反应将CO2转化为CO已经被认为是用于CO 2利用的有前景的方法， 并且已经是过去几十年中多种研宄的主题。早期工作提出将氧化铁/氧化铬（铬铁矿）催 化剂用于该吸热反应；例如，参见美国专利第1，913, 364号。这些催化剂的劣势包括甲烷的 形成以及伴随的催化剂焦化问题。 GB2168718A公开了结合RWGS反应与甲烷蒸汽重整。根据预期的合成气体混合物 的后续用途，两个反应的结合允许调节氢气与一氧化碳（H 2/C0)的摩尔比，并且更好地控制 最终的合成气混合物中由（-V( + )给出的化学计量数（SN)至不是约3 或更高的值。 GB2279583A公开了用于还原二氧化碳的催化剂，其包含至少一种选自仅负载于 ZnO上或负载于包含ZnO的复合载体材料上的第VIII族金属和第VIa族金属中的过渡金 属。为了抑制甲烷形成和催化剂钝化，使用化学计量的氢气/ 一氧化碳混合物以及低反应 温度，这导致相对低的二氧化碳转化率。 美国专利第5, 346, 679号公开了使用基于硫化钨的催化剂，用氢将二氧化碳还原 至一氧化碳。 美国专利第3, 479, 149号公开了使用结晶硅铝酸盐作为催化剂，将一氧化碳和水 转化为二氧化碳和氢气，并且反之亦然。 在W01996/06064A1中，描述了用于生产甲醇的方法，其包括在WGS催化剂（由 Zn-Cr/氧化铝和MoO3/氧化铝举例说明）存在下，用氢气将包含在进料混合物中的一部分 二氧化碳转化为一氧化碳的步骤。 W02005/026093A1公开了用于生产二甲醚（DME)的方法，其包括在ZnO负载的催化 剂、MnOx(X = 1?2)负载的催化剂、碱土金属负载的催化剂和NiO负载的催化剂存在下，在 RWGS反应器中使二氧化碳与氢气反应以提供一氧化碳的步骤。 EP1445232A2公开了用于在Mn-Zr氧化物催化剂存在下，在约560°C的温度下，通 过二氧化碳的氢化生产一氧化碳的RWGS反应。上面公开的用于生产合成气的该方法的缺 点是使用的催化剂的选择性；即，仍然观察到由二氧化碳形成甲烷的副反应。在示例性的实 施例中，以40%的二氧化碳的转化程度，将该甲烷形成定量为在反应器的气体输出中形成 的0. 8vol%的甲烷。 GB2168718A和美国专利第6, 328, 945B1号还公开了结合甲烷重整和RWGS步骤的 方法，但是这些公开没有描述或建议使用在本专利技术中限定的催化剂。 虽然已经发展了由氢气和二氧化碳生产合成气的许多催化剂和方法，但是本领域 仍然存在对于新的、显著的和经常改进的催化剂和方法的需要用于由二氧化碳和氢气生产 可用的合成气混合物，其中，催化剂和方法导致相对高的二氧化碳转化率，产生最少或不产 生烷烃（例如甲烷）副产物，并且其中，甚至在延长的工作周期后，催化剂是稳定的并失活 缓慢。
技术实现思路
制备合成气混合物的方法通过以下进行：将包含二氧化碳和氢气的气态进料混合 物引入至包含与气态进料混合物接触的非锌催化剂的反应器中以形成合成气混合物反应 产物。反应可以在含镍和/或含铁材料的存在下发生。在700°C至800°C的反应器入口温 度下，将气态进料混合物引入至反应器，在基本上绝热的条件下进行反应。 在某些实施方式中，催化剂是铬（Cr)和铜-锰（Cu-Mn)中的至少一种的氧化物。 在具体的应用中，反应器可以具有500°C至600°C的反应器出口温度。在其他应用 中，反应器可以具有550°C至570°C的反应器出口温度。在某些实施方式中，反应器还可以 具有720 °C至780 °C的入口温度。 反应产物可以包含一氧化碳，并且从反应产物中除去水后计算，一氧化碳可以以 按重量计10 %至20 %的量存在于反应产物中。在一些应用中，反应产物可以以0. 1至3的 摩尔比包含一氧化碳和氢气。 可以在0. IMPa至6MPa的压力和0. 5s至IOs的反应器停留时间下进行反应。 反应器部件可以是不锈钢。反应器部件可以由含镍和/或含铁材料形成，其中，反 应器部件是未涂覆的，使得含镍和/或含铁材料是暴露的。 在某些应用中，进料气体混合物可以以1至5的摩尔比分别包含氢气和二氧化碳。 在用于制备合成气混合物的另一种方法中，该方法通过以下方式进行：在含镍和 /或含铁材料的反应器部件存在下，将包含二氧化碳和氢气的气态进料混合物引入至包含 与气态进料混合物接触的非锌催化剂的反应器中，以形成包含一氧化碳的合成气混合物反 应产物。在700 °C至800 °C的反应器入口温度下，将气态进料混合物引入至反应器。在500 °C 至600°C的反应器出口温度下，从反应器移出合成气混合物反应产物。 在某些应用中，反应器入口温度可以是720°C至780°C。反应器还可以具有550°C 至570 °C的反应器出口温度。 在某些实施方式中，催化剂是铬（Cr)和本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于制备合成气混合物的方法，包括：将包含二氧化碳和氢气的气态进料混合物引入至包含与所述气态进料混合物接触的非锌催化剂的反应器中，以形成合成气混合物反应产物，反应在含镍和/或含铁材料的存在下发生，所述气态进料混合物在700℃至800℃的反应器入口温度下引入至所述反应器，所述反应在基本上绝热的条件下进行。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：迈克·胡克曼，阿加丁·马马多夫，克拉克·雷，张宪宽，沙希德·谢赫，
申请(专利权)人：沙特基础工业公司，
类型：发明
国别省市：沙特阿拉伯;SA
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。