一种二氧化碳加氢制备α-烯烃的方法

一种二氧化碳加氢制备
α-烯烃的方法
技术领域
1.本发明属于化学工艺领域，特别涉及一种二氧化碳加氢制备α-烯烃的方法。


背景技术：

2.随着工业的迅猛发展，人类对化石能源的消耗逐年提高，导致排放至大气中的二氧化碳量大幅度上升。然而，当二氧化碳含量超出生态系统可承受的能力时，会造成大气过热，形成温室效应，直接威胁人类生产和发展。
3.通过化学合成的方法实现二氧化碳资源的高效资源化化利用是一种非常理想的二氧化碳减排途径。将二氧化碳资源化学转化为高附加值的化工产品，既可以减少对传统化石燃料的依赖，还能为生产企业带来可观的经济效益。α-烯烃是一种重要的有机化工原料和中间体，被广泛应用于高级润滑油基础油的合成、烯烃共聚单体及粘合剂等领域。因此，利用二氧化碳加氢制备α-烯烃不仅有助于减少二氧化碳温室气体的排放，而且对提升我国高端新材料的工业能力具有重要的现实意义。
4.目前，中国还没有二氧化碳直接制备α-烯烃的工业试验装置，研究重点仍集中在二氧化碳加氢催化转化制α-烯烃催化剂的研发，本发明的实施将极大促进二氧化碳加氢催化转化制直链α-烯烃技术的工业化应用。


技术实现要素：

5.为了解决二氧化碳加氢制α-烯烃二氧化碳转化率低，α-烯烃选择性差、二氧化碳综合利用率低等问题，本发明提供了一种二氧化碳加氢制备α-烯烃的方法。
6.本发明提供的二氧化碳加氢制备α-烯烃的方法，包括如下步骤：
7.1)将原料气co2和h2以及循环气混合后作为反应进料预热至一定温度；
8.2)预热后的反应进料送至反应器与催化剂充分混合进行加氢反应，加氢反应过程中不断取走反应放出的热量，反应生成的混合气体即反应流出物从反应器出口流出；
9.3)反应流出物经冷却降温后进行气液分离，分离出的气相首先在吸收塔内经吸收剂吸收气相中的轻烃组分后，再经纯化作为循环气补充至反应进料中；分离出的液相烃类进入脱轻塔；
10.4)在脱轻塔内，液相烃类进一步分离成c1～c6的轻烃和c6+的重烃，c1～c6的轻烃作为产品出装置，c6+的重烃进入脱重塔；
11.5)在脱重塔内，c6+的重烃进一步分离成c7～c10的轻烃和c11+的重烃，c7～c10的轻烃作为产品出装置；c11+的重烃分为两部分，一部分进入吸收塔作为吸收剂使用，另一部分作为产品出装置。
12.所述原料气co2和h2以及循环气在混合前分别经加压处理。
13.所述反应进料由反应流出物进行预热。
14.所述加氢反应过程中通过联产蒸汽或热载体的方式取走反应放出的热量。
15.所述反应流出物由反应进料进行冷却降温，或者先由反应进料进行冷却降温后再
烯烃组分，c7～c10的α-烯烃组分作为产品由脱重塔塔顶出装置；c11+的α-烯烃组分由脱重塔塔底流出后经分离器13分为两部分：一部分由吸收塔9上部进入吸收塔作为吸收剂使用，在吸收塔内逆向吸收气相中的轻烃组分后和气液分离器8流出的液相烃类混合一同进入脱轻塔11，另一部分作为产品出装置。
33.其中：
34.原料气二氧化碳14和氢气15的体积比为1:2～4，优选1:2.5～3.5，更优选1:3；
35.加氢反应的反应温度为200～500℃，优选300～450℃，更优选350～450℃；加氢反应的反应压力为1～10mpag，优选2～5mpag；加氢反应过程中，在反应器内通入水18吸收反应热，以产生蒸汽17的方式取走反应放出的热量，保证加氢反应的正常进行；
36.气液分离的分离温为10～60℃，优选20～40℃；分离压力为1～5mpag，优选2～3mpag。
37.当然，上述实施方式只是本发明方法的一种优选方式，从上述气液分离器底部接收的液相烃类还可通过不同的精馏切割方案得到不同馏分段的α-烯烃组分，不限于将液相烃类切割为碳数量为1～6的低碳α-烯烃组分、碳数量为7～10的α-烯烃组分和碳数量为11以上的α-烯烃组分。
38.所述的反应器可以为列管式固定床反应器，沸腾床反应器或悬浮床反应器。
39.所述吸收剂除了采用本发明方法产生的高碳α-烯烃液相产物中的一种或两种或多种的组合外，还可以采用有机胺液、碱液。


技术特征：
1.一种二氧化碳加氢制备α-烯烃的方法，其特征在于包括如下步骤：1)将原料气co2和h2以及循环气混合后作为反应进料预热至一定温度；2)预热后的反应进料送至反应器与催化剂充分混合进行加氢反应，加氢反应过程中不断取走反应放出的热量，反应生成的混合气体即反应流出物从反应器出口流出；3)反应流出物经冷却降温后进行气液分离，分离出的气相首先在吸收塔内经吸收剂吸收气相中的轻烃组分后，再经纯化作为循环气补充至反应进料中，分离出的液相烃类进入脱轻塔；4)在脱轻塔内，液相烃类进一步分离成c1～c6的轻烃和c6+的重烃，c1～c6的轻烃作为产品出装置，c6+的重烃进入脱重塔；5)在脱重塔内，c6+的重烃进一步分离成c7～c10的轻烃和c11+的重烃，c7～c10的轻烃作为产品出装置；c11+的重烃分为两部分，一部分进入吸收塔作为吸收剂使用，另一部分作为产品出装置。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述原料气co2和h2以及循环气在混合前分别经加压处理。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述反应进料由反应流出物进行预热。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述加氢反应过程中通过联产蒸汽或热载体的方式取走反应放出的热量。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述反应流出物由反应进料进行冷却降温，或者先由反应进料进行冷却降温后再由其他媒介流体进一步进行冷却降温。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述吸收剂吸收气相中的轻烃组分后和气液分离出的液相烃类混合一同进入脱轻塔。7.根据权利要求1～6任一所述的方法，其特征在于：所述原料气co2与h2的体积比为1:2～4。8.根据权利要求1～6任一所述的方法，其特征在于：所述加氢反应的反应温度为200～500℃，反应压力为1～10mpag。9.根据权利要求1～6任一所述的方法，其特征在于：所述反应流出物气液分离的分离温度为10～60℃，分离压力为1～5mpag。10.根据权利要求1～6任一所述的方法，其特征在于：所述原料气co2与h2的体积比为1:2～4；所述加氢反应的反应温度为200～500℃，反应压力为1～10mpag；所述反应流出物气液分离的分离温度为10～60℃，分离压力为1～5mpag。

技术总结
本发明公开了一种二氧化碳加氢制备α-烯烃的方法：将原料气CO2和H2以及循环气混合后作为反应进料进行预热；预热后的反应进料进行加氢反应，反应流出物从反应器出口流出；反应流出物经气液分离，分离出的气相经吸收剂吸收其中的轻烃组分、再经纯化作为循环气使用；分离出的液相烃类进入脱轻塔进一步分离成C1～C6的轻烃和C6+的重烃，C1～C6的轻烃作为产品，C6+的重烃进入脱重塔进一步分离成C7～C10的轻烃和C11+的重烃，C7～C10的轻烃作为产品；C11+的重烃分为两部分，一部分作为吸收剂使用，另一部分作为产品。本发明工艺流程简单，操作条件温和，具有较高的二氧化碳单程转化率和α-烯烃选择性。烯烃选择性。烯烃选择性。


技术研发人员：朱华兴 张光黎 王英策 李航 谢慧琦 张然 李合刚 韩旭辉 薛皓 汤红年 高国玉 罗妍 韩一帆 孟博
受保护的技术使用者：郑州大学 华东理工大学 华东理工大学深圳研究院
技术研发日：2022.03.07
技术公布日：2022/6/28