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合成气一步反应制取低碳烯烃

合成气一步反应制取低碳烯烃(以下简称合成气制烯烃),借助双功能复合型催化剂(部分还原的金属氧化物与多孔分子筛复合而成),在温度350~410摄氏度、压力2.5兆帕、氢气/一氧化碳比例0.5~1.5的条件下,纯合成气(一氧化碳加氢气)一步反应直接生产低碳烯烃。当一氧化碳转化率17%时,碳二至碳四等低碳烃类产物的选择性达到94%。其中,乙烯、丙烯和丁烯等低碳烯烃的选择性大于80%。整个过程大体由3步构成:

第一步,煤气化得到的合成气经纯化后在设定温度和压力条件下,与双功能复合催化剂接触,其中的一氧化碳分子在部分还原的复合氧化物的氧缺陷位被吸咐并解离为碳原子和氧原子。

第二步,气相氢分子选择性地与解离得到的碳原子反应,生成亚甲基自由基;与此同时,一氧化碳解离得到的氧原子与另一个一氧化碳分子反应生成二氧化碳,从系统中排出。

第三步,亚甲基自由基迅速离开催化剂表面,进入双功能复合催化剂的多孔分子筛孔道内,在孔道限域环境中进行择形偶联反应,定向生成低碳烯烃。

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