[发明专利]一种由合成气高选择性制取丙烷催化剂

说明书

本发明是一种用于合成气制取低碳烷烃反应的催化剂，利用这种催化剂进行FiScher-Tropsch反应可高选择性的制取丙烷。

由于石油资源贮量的有限性，近年来以煤炭为基础制造烃类燃料和化工原料的研究又重新受到重视，特别是对Fischer-Tropsch合成反应进行了大量的研究，提出具有实际应用价值的技术。例如日本化学会志（1982年，206）报导K.Fujimoto等提出采用工业用甲醇催化剂：Pd/sio₂、Cu-Zn/Al₂O₃及Cr-Zn/Al₂O₃与各种分子筛催化剂：HZSM-5，H-Y及Y型分子筛进行机械混合成复合催化剂。利用这种催化剂合成气（H₂/CO）可转化成低碳烷烃及芳烃，其中典型的烃类分布为：CH₄3.2%，C₂H₆10.7%，C₂H₈24.7，C₄H₁₀49.6%，C₅H₁₂8.2%，C₆H₁₄3.6%，CO的转化率72%。利用这种技术由合成气制取低碳烃类的选择性较低，特别是作为制取高品质燃料液化石油气（最佳成份是丙烷），这种技术得到的丙烷产率较低。

本发明的目的是为以合成气（H₂/CO）为原料，利用Fischer-Tropsch过程制取高品质液化石油气燃料，即高选择性的合成丙烷提供一种催化剂及利用这种催化剂选择适当的Fischer-Tropsch合成反应过程的条件实现由合成气高选择性的制取丙烷，即生产高品质液化石油气燃料。

本发明提供的用于Fischer-Tropsch反应，由合成气（H₂/CO）高选择性制取丙烷的催化剂采用商品化的甲醇催化剂（西南化工研究院研制，商品牌号C₃₀₁），主要成份为Cu-Zn/Al₂O₃与分子筛H-Y混合制成的复合催化剂，其特征在于分子筛H-Y是经高温水蒸气热处理的超稳态H-Y分子筛，且Cu-Zn/Al₂O₃与H-Y按1～2∶1的重量比混合后进行充分研磨成粉末状（＞150目）混合物，再经压制成片、筛分成小颗粒而制得的。具体地催化剂制备过程如下：

1、超稳H-Y分子筛的制备

将Y型分子筛进行NH₄离子交换，得NH₄-Y分子筛，置于熔烧炉中于600～800℃温度下通含水蒸气空气进行处理，处理时间应1小时以上，进行脱铝和超稳化得超稳H-Y分子筛，其残余Na离子小于1%，H/Na＝10～15，SiO₂/Al₂O₃＝4～10。

2、将商品用于合成甲醇催化剂Cn-Zn/Al₂O₃粉末与上述处理得到的超稳H-Y催化剂粉末混合充分研磨成＞150目的细粉混合物，其中两催化剂的重量比为：Cu-Zn/Al₂O₃∶H-Y＝1～2;

3、将研磨后的混合粉末经600～700kg/cm²压力压片后再筛分成小颗粒（16～40目），即得到本发明的复合催化剂。

将上述制备的催化剂用于合成气（H₂/CO）为原料制取低碳烧烃的Fischer-Tropsch过程选用下述条件：反应压力在中压2～3MPa;反应物摩尔比H₂/CO＝2～1，反应温度260～300℃;GHSV＝1000～3000Hr^-1。反应后分析产物其烃类中C₃H₈的重量＞36%，CO转化率＞65%。下面通过实例对本发明经予进一步说明。

实例1，复合催化剂的制备

取Y型分子筛粉100克置于1200ml浓度为0.5N的NH₄NO₃交换液中，在水浴（90～100℃）中搅拌交换1小时，将交换液滤出，用去离子水反复洗涤五次以上，滤去水，再将分子筛如此重复进行交换5次得NH₄Y分子筛;将湿分子筛于烘箱干燥后置于熔烧炉内在700℃温度下通水汽处理3小时，得超稳H-Y分子筛。