[发明专利]一种一氧化碳工业气体中不饱和烃加氢为饱和烃的催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及加氢反应催化剂，具体的说是一种一氧化碳工业气体中不饱和烃加氢为饱和烃的催化剂及其制备方法和应用。化剂为主活性组分、第一助剂、第二助剂和载体；按重量百分比计，主活性组分含量为0.05～0.5％，第一助剂的含量为0.5～5％，第二助剂的含量为0.5～10％，余量为载体；其中，主活性组分为钯，第一助剂为K、Mg、Ca、Na、Ba、Ag、Cu、Mn、Zr、W中的一种或两种，第二助剂为稀土金属Ce、La、Sm中的一种或两种，载体为Al₂O₃或Al₂O₃‑TiO₂。通过本发明方法制备的不饱和烃加氢催化剂加氢精度高、选择性高、操作温度低、单位体积处理气量大等特点，适用于将不饱和烃加氢为对应的饱和烃，尤其适用于含一氧化碳的工业气体中不饱和烃杂质的加氢脱除。

技术领域

本发明涉及加氢反应催化剂，具体的说是一种一氧化碳工业气体中不饱和烃加氢为饱和烃的催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

在我国的能源结构中，主要以煤炭为主，随着近年来煤化工技术的迅速发展，煤炭、焦炭在化工、冶金等行业的使用量和需求量逐年增加，许多化工、电石及冶金生产企业将煤炭或者焦炭作为还原剂，其生产过程产生大量富含CO的工业尾气。这些尾气含有CO占20～90％，还含有H₂、CO₂及不饱和烃，直接点“天灯”排空将会造成严重的资源浪费和环境污染。目前一个重要的利用方向就是将电石炉尾气、天然气乙炔炉尾气及钢铁企业的转炉气等富含一氧化碳的工业尾气净化后用于合成乙二醇、甲烷或甲醇等高附加值产品，为保障后续合成工艺催化剂的寿命及产品的质量，需要对原料气体中的乙烯、丙烯及丁烯等杂质进行净化脱除。

目前用于不饱和烃加氢脱除的方法包含两大类，一类是Co-Mo为基础活性组分的硫化型催化剂，该类催化剂对净化气体中的硫含量有一定的要求，因此不适用于低硫或者无硫的气源；第二类是以Pd或者Pt为活性组分的贵金属系列催化剂，该类催化剂主要适用于惰性气体或者H₂源中，用于含20-90％浓度的CO气源中因CO强烈吸附在活性中心上从而导致加氢活性不足。因此，鲜有关于含CO的工业气体中不饱和烃加氢脱除的公开报道。

中国发明专利CN1466486A公开了一种不饱和烃选择加氢催化剂，包括载体、活性组分Pd和稀土金属，以及Ag、Bi等助剂。该催化剂主要用于将石油烃裂解工艺中的C₂-C₄的炔烃或者二烯烃选择性加氢成相应的烯烃。

中国发明专利CN102218323B涉及一种不饱和烃加氢催化剂，该催化剂包括载体、活性组分和助剂，其中活性组分为氧化镍和其他金属氧化物的混合物。该催化剂主要用于处理煤间接制油工业中的尾气或者合成气中的不饱和烃。该发明的催化剂以Ni为主活性组分，在使用前需要进行高温还原活化，同时Ni又是很好的CO加氢催化剂，适用于含CO气体时可能会因CO加氢副反应带来温度失控的风险，现场操作的安全性较差。

中国发明专利CN1470488A涉及一种用于脂肪单烯烃加氢饱和的催化剂，活性组分为NiO-Mo₂O₃及B、P、Si三者之一或者几种，载体为活性氧化铝，该催化剂主要用于C₄～C₂₀脂肪烯烃加氢饱和，尤其适合轻烯烃如乙烯、丙烯、丁烯齐聚汽油的加氢饱和。

以上催化剂均不适宜于同时富含CO和H₂的工业尾气中不饱和烃如乙烯、丙烯及丁烯等杂质的加氢净化。

发明内容

为了克服上述现有技术中存在的不足，本发明提供一种一氧化碳工业气体中不饱和烃加氢为饱和烃的催化剂及其制备方法和应用。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：