一种二氧化碳催化加氢制取异构烷烃的方法技术

本发明专利技术提供了一种二氧化碳加氢制取异构烷烃的方法，在温度260～470℃，压力0.01～10.0MPa，空速500～40000mL/(h·g

A method of producing isoalkanes by catalytic hydrogenation of carbon dioxide

【技术实现步骤摘要】
一种二氧化碳催化加氢制取异构烷烃的方法
本专利技术涉及一种异构烷烃的生产方法，具体涉及一种二氧化碳加氢制取异构烷烃的方法。
技术介绍
异构烷烃因具有高辛烷值、理想挥发性和清洁燃烧性而作为汽油等燃料的理想调和组分，同时也可用于溶剂油、日化品等领域。随着对汽油等燃料的环保标准要求逐渐增高，作为调和组分的异构烷烃的需求量也与日俱增。异丁烷既是液化石油气的主要组分，也是烷基化合成高辛烷值异构烷烃溶剂油的主要原料。目前，工业上异构烷烃的生产主要来源于石油中的烷烃异构化工艺，而我国石油资源短缺，发展新的异构烷烃合成来源和工艺就成为必然。随着人类社会的不断发展，化石能源的使用量急剧增加，大气中CO2含量日益增加，这不仅加剧了温室效应，也造成了巨大的碳资源浪费。因此，人们为减排CO2而开展了许多瞄准高效CO2捕获和利用的研究。实际上，从资源效率和低碳经济的角度考虑，CO2也是一种廉价和丰富的合成高值燃料和化学品的资源。利用工业废气或者大气中俘获的CO2，以可再生能源制氢，进行CO2催化加氢制取燃料和化学品的循环模式，对于同时解决当今人类社会面临的气候变本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种二氧化碳催化加氢制取异构烷烃的方法，其特征在于：以含有二氧化碳和氢气的混合气为原料气，在一种多功能催化剂的催化作用下直接转化生成异构烷烃；/n所述多功能催化剂由铁基二氧化碳加氢制低碳烯烃催化剂作为第一组分，与起烯烃聚合和加氢异构化作用的金属改性或未改性分子筛的一种或两种以上作为第二组分混合而成；第一组分与第二组分质量比为1:10～10:1，优选为1:3～3:1。/n

【技术特征摘要】
1.一种二氧化碳催化加氢制取异构烷烃的方法，其特征在于：以含有二氧化碳和氢气的混合气为原料气，在一种多功能催化剂的催化作用下直接转化生成异构烷烃；
所述多功能催化剂由铁基二氧化碳加氢制低碳烯烃催化剂作为第一组分，与起烯烃聚合和加氢异构化作用的金属改性或未改性分子筛的一种或两种以上作为第二组分混合而成；第一组分与第二组分质量比为1:10～10:1，优选为1:3～3:1。


2.根据权利要求1所述方法，其特征在于：所述铁基二氧化碳加氢制低碳烯烃催化剂主活性组分优化为具有良好逆水气变换功能和CO加氢制烯烃功能的铁基组分，优化为Fe3O4，添加或不添加助剂，助剂为氧化物，助剂含量占催化剂总质量的0～20％；所述助剂为K氧化物、Na氧化物、Cu氧化物、Mn氧化物、Zr氧化物、Zn氧化物、Ce氧化物中的一种或两种以上；催化剂中助剂的较优含量占铁基二氧化碳加氢制低碳烯烃催化剂组分总质量的0.5～10％。


3.根据权利要求1所述方法，其特征在于：所述分子筛指MCM-22分子筛、Beta分子筛、ZSM-5分子筛、SAPO-11分子筛、Y型分子筛、MOR分子筛中的一种或两种以上，优选为MCM-22、Beta分子筛的一种或两种，所用分子筛的硅铝比为10～250；
改性分子筛所用金属包括Ga、La、Cu、Zn中的一种或两种以上，优选为Ga和Cu中的一种或两种，金属元素占改性分子筛质量的0.1％～20％，优选为0.5％～10％。


4.根据权利要求1或2所述方法，其采用铁基CO2加氢制低碳烯烃催化剂组分具备下述特征：
铁基CO2加氢制低碳烯烃催化剂组分可采用下述过程之一制备，具体步骤：
A、催化剂采用一步合成法：包括以下步骤：
(1)按照催化剂组成所需配比，将可溶性的Fe(II)盐和可溶性的Fe(III)盐混合形成盐溶液，或将可溶性的Fe(II)盐、可溶性的Fe(III)盐和助剂盐混合形成盐溶液；盐溶液中Fe(III)浓度0.02～0.8mol/L，并加入HCl溶液，HCl浓度3～10.1mol/L，调溶液PH为1～6；盐溶液中Fe(III)与Fe(II)的摩尔比2:(0.8～1.2)；可溶性的Fe(II)盐、可溶性的Fe(III)盐指能够溶于水的盐类化合物，优选二价Fe盐和三价Fe盐为氯化盐、硝酸盐、醋酸盐中的一种或二种以上；助剂盐为能溶于水的盐类化合物，优选为氯化盐、硝酸盐、醋酸盐中的一种或二种以上；
(2)向步骤(1)溶液中加入碱溶液；逐渐将溶液的pH值＝1～6调至碱性pH值＝9～12；滴加完毕后，老化1～10h；碱溶液指能够调节溶液pH值的碱性溶液，优选NaOH、KOH、Na2CO3、NaHCO3、K2CO3、KHCO3、Na2C2O4、K2C2O4、RCOONa、RCOOK、氨水中的一种或二种以上；碱溶液浓度为0.1～8mol/L；其中，R指有机官能团，包括C1-C12的烷基、C2-C12的烯基或C6-C15芳基，优化为甲基、乙基或苯基；
(3)反应结束后，利用磁场吸附、离心或抽滤的方法将沉积产物从(2)中分离，并将沉积产物用去离子水充分洗涤，烘干，焙烧或不进行焙烧，焙烧温度300～800℃，焙烧时间2～10h，即制得不添加助剂或含有助剂的铁基催化剂；
或B、催化剂采用一步合成法制备：包括以下步骤：
(1)按照催化剂组成所需配比，将可溶性的Fe(II)盐、可溶性的Fe(III)盐混合，形成盐溶液，盐溶液中Fe(III)浓度0.02～0.8mol/L，并加入HCl溶液，HCl浓度3～10.1mol/L；盐溶液中Fe(III)与Fe(II)的摩尔比2:(0.8～1.2)；
(2)向(1)中加入A方法中所述含有Na或K的碱性溶液；逐渐将溶液的pH值＝1～6调至碱性pH值＝9～12；滴加完毕后，老化1～10h；
(3)反应结束后，利用磁场吸附、离心或抽滤的...

【专利技术属性】
技术研发人员：葛庆杰，位健，姚如伟，孙剑，
申请(专利权)人：中国科学院大连化学物理研究所，
类型：发明
国别省市：辽宁;21