CN105517692A - 用于从氯化烃中纯化co2的催化剂 - Google Patents

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Abstract

从氯化烃和非氯化烃中纯化CO2的方法，包括：使CO2流股与铬氧化物催化剂接触，其中，所述流股包含CO2、和杂质，其中所述杂质包含非氯化烃和氯化烃；通过将所述杂质与铬氧化物催化剂相互作用形成额外的CO2和铬氯化物，以形成纯化的CO2流股；并且通过使铬氯化物与含氧的气体流股接触再生所述铬氧化物催化剂。

Description

用于从氯化烃中纯化CO2的催化剂
技术领域
本发明总体上涉及纯化二氧化碳(CO2)，并且例如，涉及二氧化碳(CO2)废气(off-gas)流股如在乙二醇装置中产生的那些的纯化。
背景技术
通过乙二醇装置产生的CO2废气流股通常包含饱和的和/或不饱和的氯化烃。为了使得CO2废气用于生产食品级的产物或用于生产甲醇、脲、乙基己醇、或某些其他应用，必须从CO2中除去或基本上除去有机氯化物和烃以满足可接受的工业限度。例如，对于食品级CO2，应该将烃除去至低于5ppmv(以体积计每百万份的份数)。
用于纯化这类CO2废气流股的现有技术包括如在贵金属催化剂，例如钯(Pd)或铂(Pt)催化剂上单独地氧化饱和的和不饱和烃的尝试。现有技术还包括将CO2废气中的烃转化成CO2和H2O，随后将二氧化碳排放至大气，或者通过在碳上吸附进一步纯化小流股的食品级(goodgrade)的CO2。
用于纯化乙二醇装置生产的CO2废气流股的进一步的技术包括使用贵金属催化剂，例如铂，氧化饱和的、不饱和的、和氯化的烃。这类方法包括使用过量的氧(即，燃烧方法)用于氧化饱和的、不饱和的、和氯化的烃。这类方法还包括冷凝(condensation)纯的饱和水，除去吸附剂上的氯化氢(HCl)，并且随后在催化剂存在下通过与氢(H2)反应最终除去氧(O2)。此后，通过吸附分离HCl形式的氯化物。
然而，对于用于纯化二氧化碳(CO2)废气流股如在乙二醇装置中产生的那些的更高效率和改善的系统仍存在需要。
发明内容
在本文中公开的是用于纯化乙二醇装置产生的CO2废气流股的改善的系统和方法。
在一个实施方式中：用于从氯化烃和非氯化烃中纯化CO2的方法，包括：使CO2流股与铬氧化物催化剂接触，其中，该流股包含CO2、和杂质，其中杂质包含非氯化烃和氯化烃；通过使杂质与铬氧化物催化剂相互作用形成额外的CO2和铬氯化物，形成纯化的CO2流股；并且通过使铬氯化物与含氧的气体流股接触再生铬氧化物催化剂。
在另一个实施方式中：用于从氯化烃和非氯化烃中纯化CO2的方法，包括：使CO2流股与铬氧化物催化剂接触，其中，该CO2流股包含CO2和杂质，其中杂质包含非氯化烃和氯化烃；并且通过用催化剂氧氧化CO2流股中的杂质形成额外的CO2以及将氯转化为铬氯化物，形成纯化的CO2流股；并且通过使铬氯化物与含氧的气体流股接触再生铬氧化物催化剂；其中，在接触和氧化之前或期间没有氧添加至CO2流股。
在另一个实施方式中：用于从氯化烃和非氯化烃中纯化CO2的方法，包括：使CO2流股与铬氧化物催化剂接触，其中，该CO2流股包含CO2和杂质，其中杂质包含非氯化烃和氯化烃；通过用催化剂氧氧化杂质形成额外的CO2以及将氯转化为铬氯化物，形成纯化的CO2流股；并且通过使铬氯化物与含氧的气体流股接触再生铬氧化物催化剂；其中，基于CO2流股的总体积，CO2流股包含小于或等于0.3ppmv的氧。
在另一个实施方式中：用于从氯化烃和非氯化烃中纯化CO2的方法，包括：使乙烯和氧与包含氯的催化剂反应以产生乙二醇、CO2、和氯化烃；分离乙二醇以形成包含杂质的CO2流股，其中杂质包含非氯化烃和氯化烃；使CO2流股与铬氧化物催化剂接触；通过用催化剂氧氧化杂质形成额外的CO2以及将氯转化为铬氯化物，形成纯化的CO2流股；并且通过使铬氯化物与含氧的气体流股接触再生铬氧化物催化剂。
上述及其他特征通过以下附图和具体实施方式举例说明。
附图说明
现在参考附图，它们是示例性的实施方式，并且其中相似的元素编号相同。
图1是用于纯化CO2废气流股的系统和方法的示意图；并且
图2是用于纯化CO2废气流股的系统和方法的示意图。
具体实施方式
在本文中公开的是用于纯化包含杂质的CO2废气流股的系统和方法。在本文中，“杂质”是指一种或多种饱和烃、不饱和烃、和氯化烃。CO2流股可以是包含杂质的CO2流股，其中基于该流股的总体积，该流股可以包含大于或等于90体积百分数(vol％)，优选地，大于或等于99vol％的CO2。例如，CO2流股可以是来自乙二醇生产装置的CO2废气流股。该方法可以允许同时氧化饱和的、不饱和的、和/或氯化的烃，其中烃可以包含2个或更多的碳原子，优选地，2至10个碳原子，更加优选地，2至4个碳原子。期望的是，由于至少使用铬氧化物催化剂使得在催化剂中的氧消除了对于进料至反应器的分子氧的需要，根据该方法纯化CO2将是实用和高效的。由于杂质相对于催化剂的氧容量的相对低的量，通过催化剂氧化学计量氧化杂质允许纯化CO2，其中基于CO2废气的总体积，CO2废气可以包含小于或等于200ppmv、优选地小于或等于100ppmv、更加优选地小于或等于10ppmv、更加优选地2至5ppmv的杂质。例如，在表1中示出了来自乙二醇装置的CO2废气的典型组成。
*单位是基于干物质的体积百分数
用于从包含有机氯化物的流股中纯化CO2的系统和方法可以包括在铬氧化物催化剂存在下分解有机氯化物从而将有机物质氧化成CO2，同时通过催化剂吸附氯，形成相应的铬氯化物。换言之，该方法允许包含杂质的CO2流股与铬氧化物催化剂相互作用(例如，在没有氧进料的情况下)并且氧化杂质以将它们转换成CO2和H2O。同时将烃的任何氯含量转化成铬氯化物。因此，基于CO2进料的总体积，CO2进料可以包含小于或等于0.3ppmv、优选地小于或等于0.001ppmv的氧，并且在纯化期间不会有氧进料至反应器或进料至反应区域。因此，基于接触气体的总体积在小于或等于100ppmv、优选地小于或等于50ppmv、更加优选地小于或等于0.3ppmv、更加优选地小于或等于0.001ppmv的氧存在下，可以发生CO2流股与催化剂的接触。
在催化剂再生期间，铬氯化物被氧化返回至铬氧化物，形成分子Cl2。可以用水吸收在生成的再生气体中的分子氯。因此该方法消除了对于用于纯化阶段的氧与CO2废气流股共进料的需要并且进一步地消除了对于随后除去过量氧的需要，例如，通过与氢反应。
因此该方法可以包括使用催化剂以基本上消除在CO2废气流股中的杂质。例如，基于纯化的CO2废气的总量，可以将杂质减少至小于或等于0.01ppmv、优选地小于或等于0.001ppmv的量。CO2废气流股通常还包含其他组分如氧、氩、和/或水，其中在CO2废气流股中的氧可以是在纯化反应期间引入至催化剂中的唯一氧。在本文中，通过催化剂提供用于该方法的氧，从而消除在纯化期间对于额外的分子氧源的需要。从而该方法消除了对于从纯化的CO2中除去过量氧的需要，例如，在使用氢的氧化步骤中。基于纯化的CO2流股的总体积，在纯化的CO2流股中的CO2的量可以是大于99.5vol％、优选地大于或等于99.99vol％。
例如，在没有额外的氧(O2)源或氧进料的情况下，使用铬氧化物催化剂，将进入反应器的CO2废气进料流股中的杂质氧化成CO2和H2O，使得烃和/或其他有机物质氧化转化转变成CO2和H2O。同时，烃中的氯含量转化成铬氧化物催化剂的铬氯化物形式。在氧源如空气存在下，可以将在催化剂中的氧再生使得催化剂的铬氯化物形式转化成铬氧化物催化剂的氧化物形式的初始状态以及分子Cl2。因此，该方法允许实施氧化还原系统，所述氧化还原系统使用铬氧化物催化剂或铬氧化物催化剂与第二金属氧化物催化剂的混合物(使用将催化剂的氧化物形式还原至氯化物形式以及在再生期间使氯化物形式返回至氧化物形式之间的循环改变)。第二金属可以包括氧化还原金属如Mn、Sn、W、V、Mo、La、Ce、Pb、Mg、或包括上述一种或多种的组合。
催化剂可以包括惰性载体，如二氧化硅、Al2O3、MgO等。基于铬氧化物和载体的量，催化剂可以包含5至50重量百分数(wt％)、优选地15至25wt％的铬氧化物。需注意，对于本申请，仅仅铬的氧化态在CO2流股的纯化中是重要的，而载体的氧化态则不是。因此，载体可以是变化的氧化态，例如，Al2O3可以包含γ-Al2O3和/或α-Al2O3。因此，该催化剂可以包含来自异丁基化反应的废Cr/α-Al2O3催化剂，其中在异丁基化反应中起作用约一年之后，Cr/γ-Al2O3催化剂转化成Cr/α-Al2O3，并且不再催化所述反应。
该催化剂可以是形成的催化剂并且可以是通过如压片(tableting)、制粒、或挤出载体以及可选地使铬成为如球体、片剂、颗粒、挤出物等的形状的方法制备。如果在形成期间不存在铬，那么例如，可以通过铬酸水溶液将铬浸渍到载体上。随后可以将形成的催化剂干燥和/或煅烧。形成的催化剂可以是具有例如，5微米至15毫米(mm)的平均直径的球体。形成的催化剂可以是具有例如，0.5至10mm的直径，具有例如，1至15mm长度的挤出物。
催化剂可以表现出温和的基本特性(mildbasicproperty)以促进CO2而不是碳酸酯的形成，如果催化剂太强，那么可能形成碳酸酯。如在本文中使用的，“温和的基本特性”是指在氧化反应中使用的催化剂有利于生成CO2而不是碳酸酯。例如，可以通过氧化还原电势测定各种元素的基本特性，其中可以将具有在-1.180至0.774之内的氧化还原电势的元素认为是温和的基本元素(mildbasic)。
通过本发明方法纯化的CO2，可以用于需要高纯度CO2的应用中，例如用于甲醇合成，其中基于CO2流股的总体积，氯化烃的浓度应该是小于0.01ppmv。纯化的CO2流股可以首先与来自甲烷蒸汽重整源的合成气结合，然后转化成甲醇。纯化的CO2也可以用于食品级的应用。
现在参考图1，示出了用于纯化CO2废气流股如在乙二醇装置中产生的那些的系统10。如在图1中所示，将CO2废气进料流股12进料至反应器14。在没有添加来自另外来源的氧的情况下，可以将CO2废气进料流股12进料至反应器14。换言之，在CO2废气进料流股12进入反应器的期间，可以将CO2废气进料流股12添加至反应器作为纯CO2废气进料并且该反应器可以不含任何额外地添加至反应器14的氧流股。基于CO2进料流股的总体积，CO2进料流股可以包含小于或等于0.3ppmv、优选地小于或等于0.001ppmv的氧。CO2废气进料流股12可以具有与在表1中所示的相似的组成。反应器14包括铬氧化物催化剂。反应器14可以是，例如，固定床反应器、流化床反应器等。
在处理的纯化阶段期间，反应器14中的温度可以是400至500摄氏温度(℃)、优选地440至460℃。在CO2纯化期间，在反应器14中使CO2废气进料流股12与铬氧化物催化剂接触一段时间足以从CO2进料中除去饱和烃、不饱和烃、和氯化烃使得它们以基于CO2流股的总体积小于0.01ppmv的量存在。在再生之前，可以将催化剂用于流股大于或等于500小时、优选地500至13000小时、更加优选地4500至9000小时。在再生之前，可以将催化剂用于流股500至1000小时。在再生之前，可以将催化剂用于流股大于或等于1年。CO2废气流股12与催化剂之间的接触时间可以小于或等于1分钟、优选地小于或等于30秒(sec)、更加优选地小于或等于10秒、仍更加优选地1至3秒、或2.4至3秒。
在处理期间，氯化烃发生纯化反应。例如，可以使CO2废气流股12中的氯化烃反应以形成相应的饱和烃和HCl。随后可以使HCl与催化剂中的氧反应以形成铬氯化物和H2O。为了举例说明的目的，使用杂质氯乙烷(C2H5Cl)，可以发生以下反应1-4：
C2H5Cl→C2H4+HCl1
C2H4+4Cr2O3→2CO2+2H2O+2Cr2O32
C2H4+6Cr2O3→2CO2+2H2O+12CrO3
2CrO+4HCl→2CrCl2+2H2O4
对于存在于CO2废气流股12中的其他氯化烃，也可以在反应器14中发生与反应1-4相似的反应，以产生另外的CO2、H2O、和CrCl2。在处理开始之后，可以同时地发生反应1-4。应注意，除了在纯化期间发生的反应1-4之外，可以发生转化多种其他饱和烃和不饱和烃(可以氯化或未氯化成CO2和H2O)的进一步反应。
在使CO2废气进料流股12与铬氧化物催化剂接触一段时间足以从CO2废气中除去全部或基本上全部的饱和烃、不饱和烃、和氯化烃(即，使得杂质的水平小于或等于基于CO2流股的总体积的0.01ppmv)之后，从反应器14中移开纯化的CO2和H2O作为产物流股18。可以将产物流股18送至脱水单元22以通过流股24除去水并且可以将纯化的产物CO2流股26用于多种应用如食品级产物和甲醇合成。脱水单元22可以是，例如，气体流股通过例如苛性碱或氯化钙或硅胶的单元，随后通过干燥可以将其再生。
如以上的讨论，在没有额外的氧源添加至CO2废气进料流股的情况下，可以发生纯化。在纯化期间，消耗在氧化还原催化剂中的氧使得催化剂中的氧耗尽。一旦氧耗尽达到某个点，例如，当已经将大于或等于90％、优选地大于或等于99％、更加优选地100％的铬氧化物转化成铬氯化物时，可以发生催化剂的再生(例如，利用氧源如空气或氧流股)，以将CrCl3转化返回至分子氯并且恢复催化剂中的氧。
例如，通过添加进料至反应器14中的氧(例如，在流股16中)，可以发生催化剂中氧的再生。在再生期间，停止CO2废气进料流股12至反应器14的流。可以在反应器中进行再生一段时间足以将催化剂上的氧含量恢复至足以处理另外的CO2并且提供化学计量氧化杂质的氧的量的水平。同样地，可以从反应器或从反应区中除去耗尽的催化剂并且在单独反应器和/或反应区中再生。可以将耗尽的催化剂连续地置换，其中可以连续地添加新鲜的/再生的催化剂使得在催化剂再生期间不需要停止CO2纯化。在不再生的情况下可以将铬氧化物催化剂使用大于或等于1年。
可以将氧恢复使得大于或等于90％、优选地大于或等于99％、更加优选地100％的铬氯化物转化返回至它的铬氧化物形式。催化剂再生可能花费1至60小时、优选地10至24小时。
如下举例说明再生反应5：
CrCl2+1.5O2→CrO3+Cl2(5)
经由流股20可以将生成的氯气(Cl2)从反应器14中除去。
如在图2中所示，在反应器14的上游可以可选地使用脱水单元。特别地，图2示出了用于纯化CO2废气流股12的系统100。如在图2中所示，将CO2废气进料流股12进料至脱水单元120。在单元120中将CO2废气流股12中的水除去，例如，使用吸收剂如苛性碱、氯化钙、或硅胶使得经由流股130可以将水除去。随后可以将可以包含小于或等于0.01ppmv水的脱水的CO2废气进料流股110进料至反应器14用于纯化CO2(如在上文中对于反应器14讨论的)。经由产物流股18’从单元14中除去CO2和H2O，并且进料至脱水单元22。经由流股24’和产物CO2流股26’，脱水单元22将H2O分离。
如以上详述的，期望的是，根据本发明系统和方法纯化CO2提供了用于纯化CO2的实用的方案，并且例如纯化来自乙二醇装置的CO2废气流股。在纯化阶段期间在不需要进料至反应器的额外氧源的情况下，氧化还原催化剂中的氧允许纯化纯的CO2废气。这进一步地允许消除添加氢以从CO2中除去过量氧。认为，由于杂质与催化剂氧容量的量的非常低的比例，通过催化剂氧化学计量氧化杂质允许纯化CO2。
实例：将包含氯化烃的CO2废气(off-gas)流股进料至包含1.5克(g)的CATOFIN催化剂的反应器。反应器中的温度是500℃，并且压力是大气压。使CO2废气流股与催化剂接触。CO2废气流股的流速是50立方厘米每分钟(cc/min)。在该流速下，在CO2废气流股与催化剂相互作用之后，将所有的氯化杂质除去。在纯化一个月之后在气相色谱(GC)中产物流股测试示出了产物流股仍然是不含氯化污染物。
以下阐述了纯化包含杂质的CO2流股的本发明方法的各种实施方式。
实施方式1：从氯化烃和非氯化烃中纯化CO2的方法，包括：使CO2流股与铬氧化物催化剂接触，其中，该流股包含CO2、和杂质，其中杂质包含非氯化烃和氯化烃；通过将杂质与铬氧化物催化剂相互作用形成额外的CO2和铬氯化物，以形成纯化的CO2流股；以及通过将铬氯化物与含氧的气体流股接触再生铬氧化物催化剂。
实施方式2：从氯化烃和非氯化烃中纯化CO2的方法，包括：使CO2流股与铬氧化物催化剂接触，其中，该CO2流股包含CO2和杂质，其中杂质包含非氯化烃和氯化烃；并且通过用催化剂氧氧化CO2流股中的杂质形成额外的CO2以及将氯转化为铬氯化物，以形成纯化的CO2流股；并且通过使铬氯化物与含氧的气体流股接触再生铬氧化物催化剂；其中，在接触和氧化之前或期间没有将氧添加至CO2流股。
实施方式3：从氯化烃和非氯化烃中纯化CO2的方法，包括：使CO2流股与铬氧化物催化剂接触，其中，该CO2流股包含CO2和杂质，其中杂质包含非氯化烃和氯化烃；通过用催化剂氧氧化杂质形成额外的CO2以及将氯转化为铬氯化物，以形成纯化的CO2流股；并且通过使铬氯化物与含氧的气体流股接触再生铬氧化物催化剂；其中基于CO2流股的总体积，CO2流股包含小于或等于0.3ppmv的氧。
实施方式4：从氯化烃和非氯化烃中纯化CO2的方法，包括：使乙烯和氧与包含氯的催化剂反应以产生乙二醇、CO2、和氯化烃；分离乙二醇以形成包含杂质的CO2流股，其中杂质包含非氯化烃和氯化烃；使CO2流股与铬氧化物催化剂接触；通过用催化剂氧氧化杂质形成额外的CO2以及将氯转化为铬氯化物，以形成纯化的CO2流股；并且通过使铬氯化物与含氧的气体流股接触再生铬氧化物催化剂。
实施方式5：根据实施方式4的方法，其中，CO2流股包含小于或等于0.3ppmv的氧。
实施方式6：根据实施方式4或实施方式5的方法，其中，在接触和形成之前或期间没有氧(O2)添加至CO2流股。
实施方式7：根据实施方式1-6中任一项的方法，其中，基于接触气体的总体积，在小于或等于100ppmv、优选地小于或等于50ppmv、更加优选地小于或等于0.3ppmv、更加优选地小于或等于0.001ppmv的氧(O2)存在下发生接触。
实施方式8：根据实施方式1-7中任一项的方法，其中，再生产生分子氯并且其中该方法进一步地包括用水吸收分子氯。
实施方式9：根据实施方式1-8中任一项的方法，其中，在400至500℃温度下进行接触。
实施方式10：根据实施方式1-9中任一项的方法，其中，再生进行小于或等于60小时、优选地1至60小时、更加优选地10至24小时的时间。
实施方式11：根据实施方式1-10中任一项的方法，其中，在440至460℃温度下进行接触。
实施方式12：根据实施方式1-11中任一项的方法，其中，CO2流股与催化剂的接触时间是2.4至3秒。
实施方式13：根据实施方式1-12中任一项的方法，其中，纯化的CO2流股包含小于或等于0.01ppmv的氯化烃。
实施方式14：根据实施方式1-13中任一项的方法，其中，接触进行大于或等于170小时的时间。
实施方式15：根据实施方式1-14中任一项的方法，其中，在没有将氧添加至CO2流股并且CO2流股不是氧稀释的CO2流股的条件下进行接触。
实施方式16：根据实施方式1-15中任一项的方法，其中，催化剂进一步地包含第二金属氧化物，其中，该金属包括Mn、Sn、W、V、Mo、La、Ce、Pb、Mg、或包括上述一种或多种的组合。
实施方式17：根据实施方式1-16中任一项的方法，其中，催化剂包含惰性载体。
实施方式18：根据实施方式16的方法，其中，惰性载体包含二氧化硅、Al2O3、MgO、或包含上述一种或多种的组合。
实施方式19：根据实施方式17-18中任一项的方法，其中，基于铬氧化物和惰性载体的量，催化剂包含5至50wt％、优选地15至25wt％的铬氧化物。
实施方式20：根据实施方式18-19中任一项的方法，其中，惰性载体包含Al2O3并且其中Al2O3包括Cr/γ-Al2O3和/或Cr/α-Al2O3。
实施方式21：根据实施方式20的方法，其中，α-Al2O3包括来自异丁基化反应的废α-Al2O3催化剂。
实施方式22：根据实施方式1-21中任一项的方法，其中，催化剂是形成的催化剂。
实施方式23：根据实施方式1-22中任一项的方法，其中，催化剂表现出温和的基本特性(mildbasicproperty)。
实施方式24：根据实施方式1-23中任一项的方法，其中，将纯化的CO2流股转化成甲醇。
实施方式25：根据实施方式1-23中任一项的方法，其中，将纯化的CO2流股与来自甲烷流股重整源(methanestreamreformingsource)的合成气结合并且转化成甲醇。
实施方式26：根据实施方式1-25中任一项的方法，其中，基于CO2流股的总体积，CO2流股包含大于或等于90vol％、优选地大于或等于99vol％的CO2。
实施方式27：根据实施方式1-26中任一项的方法，其中，基于CO2流股的总体积，CO2流股包含小于或等于200ppmv、优选地小于或等于100ppmv、更加优选地小于或等于10ppmv、更加优选地2至5ppmv的杂质。
实施方式28：根据实施方式1-27中任一项的方法，其中，基于纯化的CO2流股的总体积，纯化的CO2流股包含大于99.5vol％、优选地大于或等于99.99vol％。
实施方式29：根据实施方式1-28中任一项的方法，其中，再生包括停止CO2流股的流动以及将氧流股引入至铬氧化物催化剂。
实施方式30：根据实施方式1-28中任一项的方法，其中，再生包括从第一反应区移开铬氯化物并且在第二反应区引入氧至铬氯化物以形成再生的铬氧化物以及引入再生的铬氧化物至第一反应区。
实施方式31：根据实施方式30的方法，其中，移开和引入再生铬氧化物是连续的。
实施方式32：根据实施方式30-31中任一项的方法，其中，第一反应区是第一反应器以及第二反应区是第二反应器。
实施方式33：根据实施方式30-31中任一项的方法，其中，第一反应区和第二反应区位于单个反应器中。
实施方式34：根据实施方式1-33中任一项的方法，其中，在再生之前将铬氧化物催化剂使用大于或等于500小时、优选地大于或等于1年。
实施方式35：根据实施方式1-34中任一项的方法，其中，再生将大于或等于90％、优选地大于或等于99％、更加优选地100％的铬氯化物转化回到它的铬氧化物形式。
实施方式37：根据实施方式1-36中任一项的方法，进一步地包括在接触之前将CO2流股脱水。
通常，本发明可以可替代地包括在本文中公开的任何适当的组分，由其组成，或基本上由其组成。本发明可以可替换地或另外地配制以不含或者基本上不含在现有技术的组合物中使用的或者不是实现本发明的功能和/或目的所必需的任何部分、材料、成分、辅剂(adjuvant)、或者物质(species)。
在本文中公开的所有范围包括端点，并且端点可独立地相互结合(例如，“最高达25wt％、或优选地5至20wt％”的范围包括端点和“5至25wt％”范围的所有中间值，等等)。“组合”包括共混物、混合物、合金、反应产物等。此外，本文中的术语“第一”、“第二”等不表示任何顺序、数量或重要性，而是用于将一个元素和另一个元素区别开。本文中的术语“一个”、“一种”和“该”不表示限制数量，而应被解释为包括单数和复数，除非本文另有指明或者上下文明显矛盾。如本文中所用的后缀“(s)”旨在包括其修饰的术语的单数和复数两者，从而包括该术语的一个或多个(例如，膜(film(s))包括一个或多个膜)。贯穿本说明书提及“一个实施方式”、“另一个实施方式”、“实施方式”等是指与该实施方式结合所描述的具体要素(例如，特征、结构和/或特性)，包括在本文中描述的至少一个实施方式中，且可以存在或不存在于其他实施方式中。此外，应理解，描述的要素可以以任何合适的方式结合在不同的实施方式中。本申请要求都于2013年10月16日提交的美国专利申请61/891,456的优先权，将其全部内容通过引证结合于此。
虽然已经描述了特定的实施方式，对于申请人或本领域其他技术人员可以想到目前未预见的或可能未预见的替代、修改、变更、改进和实质等价物。因此，提交的且可以修改的所附权利要求旨在涵盖所有这样的替代、修改、变化、改进、和实质上的等效替换。
除了更宽的范围之外公开的较窄范围或更加特定的组不是表示对更宽范围或更大组的放弃。

Claims (21)

1.一种从氯化烃和非氯化烃中纯化CO2的方法，包括：
使CO2流股与铬氧化物催化剂接触，其中，所述流股包含CO2和杂质，其中所述杂质包含所述非氯化烃和所述氯化烃；
通过将所述杂质与所述铬氧化物催化剂相互作用形成额外的CO2和铬氯化物，以形成纯化的CO2流股；以及
通过使所述铬氯化物与含氧的气体流股接触再生所述铬氧化物催化剂。
2.一种从氯化烃和非氯化烃中纯化CO2的方法，包括：
使CO2流股与铬氧化物催化剂接触，其中，所述CO2流股包含CO2和杂质，其中所述杂质包含所述非氯化烃和所述氯化烃；以及
通过用催化剂氧氧化所述CO2流股中的所述杂质形成额外的CO2并且将氯转化成铬氯化物，以形成纯化的CO2流股；以及
通过使所述铬氯化物与含氧的气体流股接触再生所述铬氧化物催化剂；
其中，在接触和氧化之前或期间没有将氧添加至所述CO2流股。
3.一种从氯化烃和非氯化烃中纯化CO2的方法，包括：
使CO2流股与铬氧化物催化剂接触，其中，所述CO2流股包含CO2和杂质，其中所述杂质包含所述非氯化烃和所述氯化烃；
通过用催化剂氧氧化所述杂质形成额外的CO2以及将氯转化为铬氯化物，以形成纯化的CO2流股；以及
通过使所述铬氯化物与含氧的气体流股接触再生所述铬氧化物催化剂；
其中，基于所述CO2流股的总体积，所述CO2流股包含小于或等于0.3ppmv的氧。
4.一种从氯化烃和非氯化烃中纯化CO2的方法，包括：
使乙烯和氧与包含氯的催化剂反应以产生乙二醇、CO2、和氯化烃；
分离乙二醇以形成包含杂质的CO2流股，其中所述杂质包含非氯化烃和氯化烃；
使所述CO2流股与铬氧化物催化剂接触；
通过用催化剂氧氧化所述杂质形成额外的CO2以及将氯转化为铬氯化物，以形成纯化的CO2流股；以及
通过将所述铬氯化物与含氧的气体流股接触再生所述铬氧化物催化剂。
5.根据权利要求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.根据权利要求4或5所述的方法，其中，在接触和形成之前或期间没有氧添加至所述CO2流股。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的方法，其中，再生产生分子氯并且其中所述方法进一步包括用水吸收所述分子氯。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的方法，其中，再生进行小于或等于60小时的时间。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的方法，其中，在400至500℃的温度下进行接触。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的方法，其中，在440至460℃的温度下进行接触。
11.根据权利要求1-10中任一项所述的方法，其中，所述CO2流股与所述催化剂的接触时间是2.4至3sec。
12.根据权利要求1-11中任一项所述的方法，其中，所述纯化的CO2流股包含小于或等于0.01ppmv的氯化烃。
13.根据权利要求1-12中任一项所述的方法，其中，所述接触进行大于或等于170小时的时间。
14.根据权利要求1-13中任一项所述的方法，其中，在没有将氧添加至所述CO2流股并且所述CO2流股不是氧稀释的CO2流股的条件下进行接触。
15.根据权利要求1-14中任一项所述的方法，其中，催化剂进一步地包含第二金属氧化物，其中，所述金属包括Mn、Sn、W、V、Mo、La、Ce、Pb、Mg、或包括上述一种或多种的组合。
16.根据权利要求1-15中任一项所述的方法，其中，将所述纯化的CO2流股转化成甲醇。
17.根据权利要求1-15中任一项所述的方法，其中，将所述纯化的CO2流股与来自甲烷流股重整源的合成气结合并且转化成甲醇。
18.根据权利要求1-17中任一项所述的方法，其中，铬氧化物催化剂包括Cr/γ-Al2O3和/或Cr/α-Al2O3。
19.根据权利要求18所述的方法，其中，所述铬氧化物催化剂包含来自异丁基化反应的Cr/α-Al2O3。
20.根据权利要求1-19中任一项所述的方法，其中，基于所述CO2流股的总体积，所述CO2流股包含大于或等于90vol％的CO2。
21.根据权利要求1-20中任一项所述的方法，其中，基于所述CO2流股的总体积，所述CO2流股包含小于或等于200ppmv的杂质。
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