[發明專利]從合成氣中生產烴特別是汽油的方法

有效

• 申請號: 201080052110.2
• 申請日: 2010-11-16
• 公開（公告）號: CN102686540A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發明（設計）人: 約阿希姆·恩格爾曼;讓里克·法爾克維奇;拉席特·特密爾布拉特維奇薩爾謝諾夫
• 申請（專利權）人: 開姆尼斯化工有限公司;SAPR石化有限責任公司;TOO科技貿易有限公司
• 主分類號: C07C1/20
• 分類號: C07C1/20;C10G3/00;C07C41/09;C07C29/151;C07C43/04
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 郇春艷;樊衛民

技術領域

本發明涉及從不含烴的化合物中、尤其從包含一氧化碳和氫的合成氣中生產烴特別是汽油的方法。

背景技術

能夠從碳和氫的各種容易獲得的固態和氣態來源中產生主要是一氧化碳和氫的混合物的合成氣?；诤铣蓺馑铣傻臒N原料和發動機燃料是汽油烴的實際替代品并且在其質量上是部分更好的。因此，將合成氣轉化成烴的技術的效率多年來是一個主題問題。

在1925年開發的費托合成（US?1,746,464）中，合成氣被直接催化轉化為烴。

已知能夠按照以下兩個步驟從合成氣生產汽油：首先進行含氧化合物（如甲醇或二甲醚或者這兩種化合物的混合物）的合成，然后在含沸石的催化劑上將含氧化合物轉化為烴的混合物。根據這一方案，從合成氣生產汽油的一些方法由“美孚石油”公司所開發。該方法的兩個步驟描述在科學、技術和專利文獻中：甲醇的合成例如詳細闡述在Karawajewa?M.M.等人的著作“Technology?of?synthetic?methanol（合成甲醇的技術）”，M.：Chimija，1984中；甲醇和二甲醚的混合物的合成在US?3,894,102中；從甲醇和二甲醚合成烴，參見C.D.Chang的綜述Catal.Rev.（催化學報）-Sei.Eng.，第25卷，第1期（1983）和1983年的US?4404414。

US?6,191,175公開了生產甲醇和二甲醚的方法。在該專利中，首先從合成氣進行甲醇的合成，該合成氣被預熱和引入第一反應器中。反應產物可能混合有合成氣并將該反應產物再次轉移到第二反應器中，該第二反應器用于甲醇合成或二甲醚的合成。為了實現高的生產能力，該方法優選絕熱地進行。

US?5,908,963A公開了生產二甲醚的方法。該產品能夠含有最高達20重量%的甲醇和最高達20重量%的水。在第一方法步驟中，在一個或多個反應器中將合成氣轉化成二甲醚、甲醇和水的氣體混合物。所使用的催化劑既具有甲醇合成活性又具有甲醇脫水能力。將該氣體混合物通過多個蒸餾和洗滌步驟分離，以獲得純的二甲醚。

在根據US?3,894,102（1975）而將合成氣轉化成汽油的方法中，實現了在371℃的溫度下在生產含二甲醚的產物的條件下使合成氣與催化轉化劑進行接觸，所述催化轉化劑由甲醇合成催化劑和脫水酸性催化劑的混合物組成。在第二步驟中，實現了在288-454℃的溫度、最高達21Mpa的壓力和0.5-1000h^-1的原料供應質量流量下至少將二甲醚與沸石催化劑進行接觸，從而生產出產物，其有機部分優選是汽油。第一步驟的產物能夠被直接引入第二步驟中，或將其分離，例如，將水（有或沒有甲醇）分離，也將H₂和一氧化碳（未轉化的合成氣）分離，它們被回收至第一階段（可能在CO₂向外釋放之后）。

根據現有技術，通常在第一階段中被合成的甲醇和二甲醚的轉化方法在幾乎完全轉化的情況下實現，由此含氧化合物在水中累積，則有了使用廢水和/或從含水流中分離含氧化合物的問題，這顯著惡化了該方法的經濟指標。

在這種情況下，在現有技術中提出了將含氧化合物轉化成烴的方法，其解決了由于將原料的轉化率維持在超過99%的水平所引起的問題。從最終產物中所分離的水從系統中被帶走并被供應至生物或生物化學的純化。

US?4,814,535（1989）公開了從具有1至4個碳原子數的含氧化合物中生產汽油的方法。通過在反應器入口處逐漸增加溫度，由此將原料的轉化率維持在99.9%的水平，并且降低了原料流。當將轉化率降低至低于99.9%時，則原料的供應被中斷。

US?4,523,046（1985）公開了從在其中所公開的甲醇生產汽油的方法。此專利中，催化劑被放置在單床中并且通過原料與催化劑床的接觸，原料的轉化率幾乎達到了100%。在轉化率降低的情況下，原料被引入下一催化劑床。

為了改進從合成氣或甲醇或者從甲醇和二甲醚（DME）生產汽油的方法，根據現有技術，考慮了各個方面，包括在甲醇和DME轉化成烴的高放熱區段中的溫度控制以及汽油選擇性和質量，具體地是在所生產的汽油中的芳族烴含量、尤其是重質烴的含量。

在甲醇和DME轉化成烴的區段中的溫度控制通過在原料中使用稀釋成分來進行，所述稀釋成分本身并不參與反應。在根據US?4035430（1977）的方法中，使用至少一種來自C₁至C₅烴的化合物和冷卻的含均四甲苯的產物。后一化合物與溫度一起影響了芳族烴的產率以及所含的BTX（苯、甲苯、二甲苯）的餾分的含量。