用于從氯化烴中純化CO2的催化劑制造技術(shù)

從氯化烴和非氯化烴中純化CO2的方法，包括：使CO2流股與鉻氧化物催化劑接觸，其中，所述流股包含CO2、和雜質(zhì)，其中所述雜質(zhì)包含非氯化烴和氯化烴；通過(guò)將所述雜質(zhì)與鉻氧化物催化劑相互作用形成額外的CO2和鉻氯化物，以形成純化的CO2流股；并且通過(guò)使鉻氯化物與含氧的氣體流股接觸再生所述鉻氧化物催化劑。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【國(guó)外來(lái)華專(zhuān)利技術(shù)】
本專(zhuān)利技術(shù)總體上涉及純化二氧化碳(CO2)，并且例如，涉及二氧化碳(CO2)廢氣(off-gas)流股如在乙二醇裝置中產(chǎn)生的那些的純化。
技術(shù)介紹
通過(guò)乙二醇裝置產(chǎn)生的CO2廢氣流股通常包含飽和的和/或不飽和的氯化烴。為了使得CO2廢氣用于生產(chǎn)食品級(jí)的產(chǎn)物或用于生產(chǎn)甲醇、脲、乙基己醇、或某些其他應(yīng)用，必須從CO2中除去或基本上除去有機(jī)氯化物和烴以滿足可接受的工業(yè)限度。例如，對(duì)于食品級(jí)CO2，應(yīng)該將烴除去至低于5ppmv(以體積計(jì)每百萬(wàn)份的份數(shù))。用于純化這類(lèi)CO2廢氣流股的現(xiàn)有技術(shù)包括如在貴金屬催化劑，例如鈀(Pd)或鉑(Pt)催化劑上單獨(dú)地氧化飽和的和不飽和烴的嘗試。現(xiàn)有技術(shù)還包括將CO2廢氣中的烴轉(zhuǎn)化成CO2和H2O，隨后將二氧化碳排放至大氣，或者通過(guò)在碳上吸附進(jìn)一步純化小流股的食品級(jí)(goodgrade)的CO2。用于純化乙二醇裝置生產(chǎn)的CO2廢氣流股的進(jìn)一步的技術(shù)包括使用貴金屬催化劑，例如鉑，氧化飽和的、不飽和的、和氯化的烴。這類(lèi)方法包括使用過(guò)量的氧(即，燃燒方法)用于氧化飽和的、不飽和的、和氯化的烴。這類(lèi)方法還包括冷凝(condensation)純的飽和水，除去吸附劑上的氯化氫(HCl)，并且隨后在催化劑存在下通過(guò)與氫(H2)反應(yīng)最終除去氧(O2)。此后，通過(guò)吸附分離HCl形式的氯化物。然而，對(duì)于用于純化二氧化碳(CO2)廢氣流股如在乙二醇裝置中產(chǎn)生的那些的更高效率和改善的系統(tǒng)仍存在需要。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
在本文中公開(kāi)的是用于純化乙二醇裝置產(chǎn)生的CO2廢氣流股的改善的系統(tǒng)和方法。在一個(gè)實(shí)施方式中：用于從氯化烴和非氯化烴中純化CO2的方法，包括：使CO2流股與鉻氧化物催化劑接觸，其中，該流股包含CO2、和雜質(zhì)，其中雜質(zhì)包含非氯化烴和氯化烴；通過(guò)使雜質(zhì)與鉻氧化物催化劑相互作用形成額外的CO2和鉻氯化物，形成純化的CO2流股；并且通過(guò)使鉻氯化物與含氧的氣體流股接觸再生鉻氧化物催化劑。在另一個(gè)實(shí)施方式中：用于從氯化烴和非氯化烴中純化CO2的方法，包括：使CO2流股與鉻氧化物催化劑接觸，其中，該CO2流股包含CO2和雜質(zhì)，其中雜質(zhì)包含非氯化烴和氯化烴；并且通過(guò)用催化劑氧氧化CO2流股中的雜質(zhì)形成額外的CO2以及將氯轉(zhuǎn)化為鉻氯化物，形成純化的CO2流股；并且通過(guò)使鉻氯化物與含氧的氣體流股接觸再生鉻氧化物催化劑；其中，在接觸和氧化之前或期間沒(méi)有氧添加至CO2流股。在另一個(gè)實(shí)施方式中：用于從氯化烴和非氯化烴中純化CO2的方法，包括：使CO2流股與鉻氧化物催化劑接觸，其中，該CO2流股包含CO2和雜質(zhì)，其中雜質(zhì)包含非氯化烴和氯化烴；通過(guò)用催化劑氧氧化雜質(zhì)形成額外的CO2以及將氯轉(zhuǎn)化為鉻氯化物，形成純化的CO2流股；并且通過(guò)使鉻氯化物與含氧的氣體流股接觸再生鉻氧化物催化劑；其中，基于CO2流股的總體積，CO2流股包含小于或等于0.3ppmv的氧。在另一個(gè)實(shí)施方式中：用于從氯化烴和非氯化烴中純化CO2的方法，包括：使乙烯和氧與包含氯的催化劑反應(yīng)以產(chǎn)生乙二醇、CO2、和氯化烴；分離乙二醇以形成包含雜質(zhì)的CO2流股，其中雜質(zhì)包含非氯化烴和氯化烴；使CO2流股與鉻氧化物催化劑接觸；通過(guò)用催化劑氧氧化雜質(zhì)形成額外的CO2以及將氯轉(zhuǎn)化為鉻氯化物，形成純化的CO2流股；并且通過(guò)使鉻氯化物與含氧的氣體流股接觸再生鉻氧化物催化劑。上述及其他特征通過(guò)以下附圖和具體實(shí)施方式舉例說(shuō)明。附圖說(shuō)明現(xiàn)在參考附圖，它們是示例性的實(shí)施方式，并且其中相似的元素編號(hào)相同。圖1是用于純化CO2廢氣流股的系統(tǒng)和方法的示意圖；并且圖2是用于純化CO2廢氣流股的系統(tǒng)和方法的示意圖。具體實(shí)施方式在本文中公開(kāi)的是用于純化包含雜質(zhì)的CO2廢氣流股的系統(tǒng)和方法。在本文中，“雜質(zhì)”是指一種或多種飽和烴、不飽和烴、和氯化烴。CO2流股可以是包含雜質(zhì)的CO2流股，其中基于該流股的總體積，該流股可以包含大于或等于90體積百分?jǐn)?shù)(vol％)，優(yōu)選地，大于或等于99vol％的CO2。例如，CO2流股可以是來(lái)自乙二醇生產(chǎn)裝置的CO2廢氣流股。該方法可以允許同時(shí)氧化飽和的、不飽和的、和/或氯化的烴，其中烴可以包含2個(gè)或更多的碳原子，優(yōu)選地，2至10個(gè)碳原子，更加優(yōu)選地，2至4個(gè)碳原子。期望的是，由于至少使用鉻氧化物催化劑使得在催化劑中的氧消除了對(duì)于進(jìn)料至反應(yīng)器的分子氧的需要，根據(jù)該方法純化CO2將是實(shí)用和高效的。由于雜質(zhì)相對(duì)于催化劑的氧容量的相對(duì)低的量，通過(guò)催化劑氧化學(xué)計(jì)量氧化雜質(zhì)允許純化CO2，其中基于CO2廢氣的總體積，CO2廢氣可以包含小于或等于200ppmv、優(yōu)選地小于或等于100ppmv、更加優(yōu)選地小于或等于10ppmv、更加優(yōu)選地2至5ppmv的雜質(zhì)。例如，在表1中示出了來(lái)自乙二醇裝置的CO2廢氣的典型組成。*單位是基于干物質(zhì)的體積百分?jǐn)?shù)用于從包含有機(jī)氯化物的流股中純化CO2的系統(tǒng)和方法可以包括在鉻氧化物催化劑存在下分解有機(jī)氯化物從而將有機(jī)物質(zhì)氧化成CO2，同時(shí)通過(guò)催化劑吸附氯，形成相應(yīng)的鉻氯化物。換言之，該方法允許包含雜質(zhì)的CO2流股與鉻氧化物催化劑相互作用(例如，在沒(méi)有氧進(jìn)料的情況下)并且氧化雜質(zhì)以將它們轉(zhuǎn)換成CO2和H2O。同時(shí)將烴的任何氯含量轉(zhuǎn)化成鉻氯化物。因此，基于CO2進(jìn)料的總體積，CO2進(jìn)料可以包含小于或等于0.3ppmv、優(yōu)選地小于或等于0.001ppmv的氧，并且在純化期間不會(huì)有氧進(jìn)料至反應(yīng)器或進(jìn)料至反應(yīng)區(qū)域。因此，基于接觸氣體的總體積在小于或等于100ppmv、優(yōu)選地小于或等于50ppmv、更加優(yōu)選地小于或等于0.3ppmv、更加優(yōu)選地小于或等于0.001ppmv的氧存在下，可以發(fā)生CO2流股與催化劑的接觸。在催化劑再生期間，鉻氯化物被氧化返回至鉻氧化物，形成分子Cl2。可以用水吸收在生成的再生氣體中的分子氯。因此該方法消除了對(duì)于用于純化階段的氧與CO2廢氣流股共進(jìn)料的需要并且進(jìn)一步地消除了對(duì)于隨后除去過(guò)量氧的需要，例如，通過(guò)與氫反應(yīng)。因此該方法可以包括使用催化劑以基本上消除在CO2廢氣流股中的雜質(zhì)。例如，基于純化的CO2廢氣的總量，可以將雜質(zhì)減少至小于或等于0.01ppmv、優(yōu)選地小于或等于0.001ppmv的量。CO2廢氣流股通常還包含其他組分如氧、氬、和/或水，其中在CO2廢氣流股中的氧可以是在純化反應(yīng)期間引入至催化劑中的唯一氧。在本文中，通過(guò)催化劑提供用于該方法的氧，從而消除在純化期間對(duì)于額外的分子氧源的需要。從而該方法消除了對(duì)于從純化的本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種從氯化烴和非氯化烴中純化CO2的方法，包括：使CO2流股與鉻氧化物催化劑接觸，其中，所述流股包含CO2和雜質(zhì)，其中所述雜質(zhì)包含所述非氯化烴和所述氯化烴；通過(guò)將所述雜質(zhì)與所述鉻氧化物催化劑相互作用形成額外的CO2和鉻氯化物，以形成純化的CO2流股；以及通過(guò)使所述鉻氯化物與含氧的氣體流股接觸再生所述鉻氧化物催化劑。

【技術(shù)特征摘要】
【國(guó)外來(lái)華專(zhuān)利技術(shù)】2013.10.16 US 61/891,4561.一種從氯化烴和非氯化烴中純化CO2的方法，包括：
使CO2流股與鉻氧化物催化劑接觸，其中，所述流股包含CO2和雜質(zhì)，其中所述雜質(zhì)包含所述非氯化烴和所述氯化烴；
通過(guò)將所述雜質(zhì)與所述鉻氧化物催化劑相互作用形成額外的
CO2和鉻氯化物，以形成純化的CO2流股；以及
通過(guò)使所述鉻氯化物與含氧的氣體流股接觸再生所述鉻氧化物
催化劑。
2.一種從氯化烴和非氯化烴中純化CO2的方法，包括：
使CO2流股與鉻氧化物催化劑接觸，其中，所述CO2流股包含
CO2和雜質(zhì)，其中所述雜質(zhì)包含所述非氯化烴和所述氯化烴；以及
通過(guò)用催化劑氧氧化所述CO2流股中的所述雜質(zhì)形成額外的
CO2并且將氯轉(zhuǎn)化成鉻氯化物，以形成純化的CO2流股；以及
通過(guò)使所述鉻氯化物與含氧的氣體流股接觸再生所述鉻氧化物
催化劑；
其中，在接觸和氧化之前或期間沒(méi)有將氧添加至所述CO2流股。
3.一種從氯化烴和非氯化烴中純化CO2的方法，包括：
使CO2流股與鉻氧化物催化劑接觸，其中，所述CO2流股包含
CO2和雜質(zhì)，其中所述雜質(zhì)包含所述非氯化烴和所述氯化烴；
通過(guò)用催化劑氧氧化所述雜質(zhì)形成額外的CO2以及將氯轉(zhuǎn)化為
鉻氯化物，以形成純化的CO2流股；以及
通過(guò)使所述鉻氯化物與含氧的氣體流股接觸再生所述鉻氧化物
催化劑；
其中，基于所述CO2流股的總體積，所述CO2流股包含小于或
等于0.3ppmv的氧。
4.一種從氯化烴和非氯化烴中純化CO2的方法，包括：
使乙烯和氧與包含氯的催化劑反應(yīng)以產(chǎn)生乙二醇、CO2、和氯
化烴；
分離乙二醇以形成包含雜質(zhì)的CO2流股，其中所述雜質(zhì)包含非
氯化烴和氯化烴；
使所述CO2流股與鉻氧化物催化劑接觸；
通過(guò)用催化劑氧氧化所述雜質(zhì)形成額外的CO2以及將氯轉(zhuǎn)化為
鉻氯化物，以形成純化的CO2流股；以及
通過(guò)將所述鉻氯化物與含氧的氣體流股接觸再生所述鉻氧化物
催化劑。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，所述CO2流股包含小于或等于
0.3ppmv的氧。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的方...

【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：克拉克·戴維·雷亞，阿加丁·KH·馬馬多夫，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：沙特基礎(chǔ)工業(yè)公司，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：沙特阿拉伯;SA