[发明专利]一种合成气制备液化石油气的催化剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种合成气制备液化石油气的催化剂及其制备方法。所述催化剂的组成为：Ni、Cu、助剂以及H‑β分子筛，其中助剂为Ca、Ga和La，以催化剂的重量为基准，Ni和Cu的总质量分数5.0%‑20.0%，助剂的含量以质量计为0.1%‑3.0%，其余为H‑β分子筛；其中助剂Ca、Ga和La的质量比为1‑10：1：1‑10，Ni：Cu的质量比为1：0.8‑1：1.5。该催化剂适用于合成气两步法制备液化石油气时的第二段，能够大幅度降低CO₂的选择性，提高液化石油气的选择性，催化剂的稳定性较好。

技术领域

本发明涉及一种从合成气制备液化石油气的催化剂及其制备方法，具体地说是用于两步合成工艺制备液化石油气时的第二段，即用于二甲醚转化的复合金属催化剂及其制备方法。

背景技术

随着石油化学工业的发展，液化石油气（LPG）作为一种化工基本原料和新型燃料，已愈来愈受到人们的重视。其主要成分是丙烷和丁烷，此外还含少量丙烯、丁烯，是环境友好型燃料，因其热值高、无烟尘、无炭渣，操作使用方便，已广泛地进入人们的生活领域，如用于机动车清洁燃料，工业、农业和家庭用燃料。此外，液化石油气还用于切割金属，用于农产品的烘烤和工业窑炉的焙烧等。目前，液化石油气主要来源于油气田伴生气和石油炼制过程中的裂解气，其产量已不能满足日益增长的市场需求，需要开发新的工艺。

CN1054202A公开了一种由合成气制取丙烷或液化石油气的催化剂，催化剂由甲醇合成催化剂Cu-Zn/Al₂O₃(或Cu-Zn/Cr₂O₃)与高温水汽处理的H-Y催化剂混合研磨制成。在中压（2-4MPa）、260-320℃的反应条件下CO转化率达到64%，高选择性（丙烷占烃类的96%）地制取丙烷或液化石油气。该方法采用一步法，催化剂不能在最佳反应温度下操作，催化剂不易再生，同时副产物CO₂的量较多，且产物中烃类仅占33.62%。

二氧化碳在反应中作为一种副产物产生，是一种公害物质，是温室效应的主要贡献者，在过去的100年中，大气中二氧化碳的浓度已由270-275ppm增加到350ppm，全球气温升高了0.6℃，气候的增暖将对人类产生巨大的影响。因此，降低产物中二氧化碳的含量不仅可以缓解温室效应，还可以增加烃的收率，对于制备液化石油气具有重大意义，会为将来工业化降低成本，增加效益。

发明内容

为了弥补现有技术中的不足之处，本发明提供了一种合成气制备液化石油气的催化剂及其制备方法，主要是用于由合成气两步法制备液化石油气时的第二段用于转化二甲醚的催化剂及其制备方法。该催化剂降低了CO₂的选择性，并提高了液化石油气选择性，催化剂的稳定性较好。

本发明提供的合成气制备液化石油气的催化剂，其组成为：Ni、Cu、助剂以及H-β分子筛，其中助剂为Ca、Ga和La，Ni和Cu的总质量分数5.0%-20.0%，优选为9.0%-15.0%，助剂的含量以质量计为0.1%-3.0%，优选为0.3%-2.5%，其余为H-β分子筛；其中助剂Ca、Ga和La的质量比为1-10：1：1-10，优选为1-5：1：2-8，Ni：Cu的质量比为1：0.8-1：1.5。

本发明提供的合成气制备液化石油气的催化剂，优选如下：以催化剂的重量为基准，Ni的含量为1.0%-10.0%，Cu的含量为1.0%-10.0%，助剂的含量为0.3%-2.5%，Ca、Ga和La的质量比为1-5：1：2-8。

本发明提供的合成气制备液化石油气的催化剂中，H-β分子筛的Si/Al摩尔比为15-50，优选为20-30。

本发明提供的合成气制备液化石油气的催化剂的制备方法，包括：

（1）配制含Cu、Ni及助剂Ca、Ga、La的混合溶液；

（2）将步骤（1）所得的混合溶液加入到H-β分子筛粉末中，经浸渍，干燥和焙烧，得到所述的催化剂。