一种分层装填催化剂在合成气制备低碳醇中的应用

摘要

本发明公开了一种分层装填催化剂在合成气制备低碳醇中的应用，通过上层装填的Cu-Fe-Co基改性F-T合成催化剂Cu_aFe_bCo_cM_d/SiO₂和下层装填的Cu/ZnO/Al₂O₃/M_χO_y改性甲醇合成催化剂的组合，使合成气在上层催化剂的作用下转化为CO₂、水、甲醇、C₂₊醇、其他不饱和有机含氧化合物（如羧酸、醛、酮、酯）及烃类副产物，所得产物和未反应完的合成气进入下层催化剂，其中的部分CO₂和不饱和含氧化合物通过加氢形成醇类，水则通过水煤气变换反应得以消除，从而促进了低碳醇合成过程中副产物的转化，有效提高了反应活性以及低碳醇的产率和选择性。

主权项

一种分层装填催化剂在合成气制备C_l～C₆低碳醇中的应用，其特征在于该应用包括以下步骤：a、将催化剂A和相同体积的石英砂均匀混合后装填于固定床反应器上层，催化剂B和相同体积的石英砂均匀混合后装填于固定床反应器下层，所述催化剂A和B的装填体积比为A：B＝(0.5～4)：1；b、采用还原气由上至下对装填后的催化剂A和B进行还原处理，冷却至室温；所述还原气为氢气与惰性气体组成的混合物，所述惰性气体为氮气、氦气或氩气中的一种或一种以上的混合物，其中还原气中H₂的体积分数为10～40％；c、将由H₂和CO组成的合成气引入固定床反应器中，由上至下通过经步骤b还原后的催化剂A和B，在压力1～10MPa，温度230～400℃，空速1000～10000h^‑1，H₂/CO的摩尔比为1～3的低碳醇合成条件下进行反应，反应后得到的产物经气液分离得到低碳醇；所述催化剂A为结构式为Cu_aFe_bCo_cM_d/SiO₂的Cu‑Fe‑Co基改性F‑T合成催化剂，其中M选自Zr、Mn、Mo、Ni、Rb、Cs、Li、Na、K、Ca、Mg或Ce中的一种以上元素的组合；以质量百分比计算，所述催化剂中负载的Cu、Fe、Co和M活性组分占催化剂的总量分别为a、b、c和d，且a＝10～30％，b＝10～30％，c＝1～10％，d＝0～5％，其余为催化剂载体SiO₂；所述催化剂B为结构式为Cu/ZnO/Al₂O₃/M_xO_y的改性甲醇合成催化剂，其中M选自Mn、Mg、Ca、Ce、Zr、Fe、Co、Li、Na、K、Rb、Cs中的一种或一种以上元素的组合，x、y分别表示氧化物M_xO_y中M元素与O元素的原子数；(Cu+Zn)/Al的摩尔比为4～9，Cu/Zn的摩尔比为0.5～5，M的摩尔组成为0～10％。