[发明专利]二氧化碳选择性加氢合成一氧化碳的方法

说明书

技术领域：

本发明与一氧化碳的生产方法有关。特别与二氧化碳选择性加氢合成一氧化碳的方法有关。

背景技术：

到目前为止，许多工厂最简单的二氧化碳的处理方式是将其排入大气，这是造成的温室效应的直接原因。全世界由于石油、煤、天然气、化工合成、汽车运行等排放到大气层的二氧化碳量≥260亿吨/年，而利用率只有1％左右。中国2006年的二氧化碳排放总量超过美国达到62亿公吨，其中5亿5000万公吨来自水泥生产。当世界多数国家将限制二氧化碳的排放作为生态保护的重要措施时，二氧化碳的排放给地球造成的温室效应，以及给地球的环境带来的恶劣影响，已渐渐为人类认识。二氧化碳的处理及商业利用方案就会成为厂家和城市管理者急迫关注的课题。

二氧化碳作为碳资源是非常丰富的，也是可以利用的，特别是现在随着煤碳资源的消耗，寻找新的碳源及替代品成为科技研究的方向。将废气中的二氧化碳回收并通过一定的处理转化为可利用化工原料是全世界化学工作者追求的目标。

近年来，随着大型羰基化法生产装置的建设，如20-50万吨/年的羰基化法合成醋酸生产装置、年产50-100万吨的大型甲醇生产装置中，所使用的原料之一一氧化碳的生产工艺及制造成本一直是厂家比较关注的。因此，寻找更好的，低成本的制造-氧化碳的技术也就成为羰基合成行业一直的目标。由于各厂家所处地域的不同，一氧化碳气来源有以下几种；

1、一氧化碳有氧焦炭法：既二氧化碳在1200-1300℃与无硫焦炭通空气燃烧制一氧化碳。该工艺对焦炭质量要求高，否则，制得的一氧化碳气不纯，可能含有磷、硫等毒物。该方法中，二氧化碳的转化率为85-87％，产品气中仍含13-15％的剩余二氧化碳和超过标准的硫，需增加碱洗处理工序和脱硫装置。而产生的碱液也可能造成其他的处理费用及污染。当然，耗电也很高。

2、专利CN1800009A报道了一种无氧条件下，以焦炭作为还原剂，采用固定反应器在高温(600-1000℃)常压下，二氧化碳和焦碳反应生成一氧化碳的工艺，一氧化碳收率64.7-72.0％。此法要求碳质量高，制作成本高，从技术上来说，由于焦炭质量原因，需增加碱洗处理工序和脱硫、脱磷装置。这是一条消耗碳资源的工艺。

3、甲烷转化法

天然气、油田气等原料气中含有大量甲烷，在转换催化剂存在下，甲烷和水反应合成一氧化碳和氢气，在分离出氢气后就得到一氧化碳，由于此类原料气中含有硫等杂质，需要脱硫后才能合成。该工艺投资较大。一般作为合成氨原料气——合成气的生产方法使用。该方法也是消耗有限资源的方法。

4、CN1336322A提供了一套合成一氧化碳和氢气的方法：二氧化碳和轻油、液化气、炼厂气和水蒸汽通入装有烃类蒸汽转化催化剂的反应器内，再从转化气中分离出一氧化碳和氢气。

发明内容：

本发明的目的是为了克服以上不足，提供一种能充分利用二氧化碳资源和节约碳资源，利于环保的二氧化碳选择性加氢合成一氧化碳的方法。

本发明的目的是这样来实现的：

本发明二氧化碳选择性加氢合成一氧化碳的方法，该方法是至少设置第一级反应器，将转化催化剂装入第一级反应器内，将混合均匀并预热到200～300℃的二氧化碳和氢气通入第一级反应器内，二氧化碳和氢气的混合气的空速为1000～8000M³/小时.M³催化剂，保持反应压力在0.1～3.5MPa、反应温度300～620℃，生成一氧化碳和水蒸汽，含有一氧化碳和水蒸汽的混合气从第一级反应器出口流出，上述的转化催化剂是将钴、镍、钨、钼中的至少二种催化元素浸滞在惰性载体上的催化剂，得到的一氧化碳和氢气的混合气可以在合成氨工艺中使用，也可以作为燃料使用，还可以通过常规的变压吸附技术分离，得到较纯净的能够满足羰基合成工艺应用的一氧化碳气，分离的氢气循环回二氧化碳和氢气混合器内。

上述的方法中还设置了第二级反应器，将转化催化剂装入第二级反应器中，将从第一级反应器出口输出的混合气冷却并除去水以后经过预热到200～300℃后，再进入第二级反应器中，继续反应，保持反应压力0.1～3.5MPa、反应温度300～620℃，生成一氧化碳和水蒸汽，将二氧化碳处理到最低。

上述的二氧化碳和氢气的进料体积比为1∶1～4。

上述的反应器的反应温度为400～600℃，反应压力为1.0～3MPa。

上述的方法中按质量百分比催化元素占催化剂总质量的5～30％。