[发明专利]CO和H2直接合成乙烯催化剂及其工艺

说明书

技术领域

本发明属于精细化工领域；特别是乙烯催化剂及其工艺领域。

背景技术

乙烯是生产众多有机化工产品的基本原料。目前，国内外生产乙烯的工业方法主要是石脑油热裂解法。鉴于由含碳或碳氢物质(煤、天然气、有机废料等)转化为合成气(CO和H₂)及由乙烯生产众多有机化学品均已是成熟的工业技术，实现CO和H₂直接制乙烯新工艺，便为合理利用含碳资源和发展乙烯化学工业提供了一条新的通道。而实现CO和H₂直接合成乙烯的关键技术是实用工业固体催化剂及其催化反应工艺。目前，国内外普遍采用的石脑油砂子炉裂解制乙烯工业技术，反应在600～800℃的高温下完成，能耗很高；反应产物复杂，乙烯选择性约30％，需要通过深冷分离，过程相当复杂。

发明内容

本发明提供了两种表面复合氧化物负载金属、反应条件温和、产物乙烯选择性高的由CO和H₂直接合成乙烯催化剂，以及采用这两种催化剂由CO和H₂直接合成乙烯的催化反应工艺。

CO和H₂直接合成乙烯催化剂，其特征在于，载体为表面复合氧化物MgSiO或TiSiO，负载金属为Ni-Cu合金，组合成Ni-Cu/MgSiO或Ni-Cu/TiSiO作为CO和H₂直接合成乙烯催化剂；所述的表面复合氧化物MgSiO或TiSiO是用含Mg²⁺无机盐溶液或含Ti⁴⁺有机化合物溶液与工业载体SiO₂表面羟基反应后，再经氨水浸泡、过滤洗涤、干燥和煅烧过程制得的Mg²⁺或Ti⁴⁺呈单层或半单层分布的表面复合氧化物。

本发明提供了两种实用工业固体催化剂是表面复合氧化物载体MgSiO或TiSiO负载Ni-Cu合金催化剂Ni-Cu/MgSiO或Ni-Cu/TiSiO。其中：MgSiO或TiSiO是用含Mg²⁺无机盐(如MgCl₂、Mg(ClO₄)₂、Mg(C₂H₃O₂)₂等)溶液或含Ti⁴⁺有机化合物(如异丙醇钛、氯化异丙醇钛等)溶液与平均孔径9～12nm、比表面积200～300m²/g、φ0.2～2mm的工业载体SiO₂表面羟基反应后，再经氨水浸泡、过滤洗涤、干燥和煅烧等过程制得的Mg²⁺或Ti⁴⁺呈单层或半单层分布的表面复合氧化物；Ni-Cu合金是用含Ni²⁺/Cu²⁺原子比3～1的混合硝酸盐溶液浸渍MgSiO或TiSiO载体后，再经干燥、煅烧、还原过程制得的并均匀分布于MgSiO或TiSiO载体表面上的纳米微晶。

两种催化剂的表面组成和物化结构参数如表1所示；两种催化剂的催化反应性能特征如表2所示。

表1两种催化剂的表面组成和结构参数