[發(fā)明專利]在GTL環(huán)境中用于制備烴類燃料的增強(qiáng)的費-托法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201180073367.0
• 申請日: 2011-09-08
• 公開（公告）號: CN104024182A
• 公開（公告）日: 2014-09-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 史蒂夫·克雷森亞克
• 申請（專利權(quán)）人: 強(qiáng)能公司
• 主分類號: C07C1/04
• 分類號: C07C1/04;C10G2/00
• 代理公司: 北京天昊聯(lián)合知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11112
• 代理人: 丁業(yè)平;金小芳

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及費-托法操作順序的改變，包括以高效的方式產(chǎn)生烴類燃料的費-托法。

背景技術(shù)

在現(xiàn)有技術(shù)中，費-托法已使用多年用于輔助制備烴類。最近幾年，出于日益升級的環(huán)境污染方面的考慮以及烴勘探及精煉的成本的增加，這已經(jīng)成為大家所關(guān)注的問題。該領(lǐng)域的主要生產(chǎn)商已經(jīng)通過公開形式的大量已授權(quán)專利的進(jìn)展和待決申請顯著地擴(kuò)展了該技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)。

在現(xiàn)有技術(shù)中，在已經(jīng)作為費-托法先驅(qū)材料的原料方面所取得的進(jìn)展包括例如煤制油(CTL)、生物質(zhì)制油(BTL)和氣制油(GTL)。氣制油(GTL)技術(shù)的其中一個特別更有利的特征是以下事實：其提供了從閑置天然氣儲備制備較高價值的環(huán)境有利的合成的柴油(synthetic?diesel)產(chǎn)品或合成柴油(syndiesel)的可能性，否則就不會商業(yè)上可行地推向市場。如通常所知，費-托(FT)法將氫和一氧化碳(通常稱作合成氣)轉(zhuǎn)化成液態(tài)烴類燃料，其實例包括合成的柴油、石腦油、煤油、航空或噴氣燃料和石蠟。作為初始步驟，在催化劑的存在下使用熱和壓力將天然氣熱轉(zhuǎn)化以產(chǎn)生包含氫和一氧化碳的富氫合成氣。作為費-托技術(shù)的結(jié)果，從環(huán)境角度看，該合成燃料是極有吸引力的，因為它們在本質(zhì)上屬于鏈烷且大大地避免了污染。這在柴油燃料合成的例子中尤其如此，其中除了能夠最佳燃燒和實際上無排放運行之外，該合成產(chǎn)物還具有針對柴油引擎的理想性能，包括大于70的極高十六烷品級、可忽略的芳族物質(zhì)和硫含量。與石油基柴油燃料相比時，合成的柴油或合成柴油燃料顯著地減少了一氧化二氮和顆粒物質(zhì)。

在該技術(shù)領(lǐng)域已經(jīng)取得的最新進(jìn)展的一個實例包括在2005年10月25日授予Espinoza等人的美國專利號6,958,363中教導(dǎo)的特征。在該文獻(xiàn)中，Espinoza等人提供了GTL廠中的氫用途。

本質(zhì)上，該專利教導(dǎo)了用于合成烴類的方法，其中在合成氣發(fā)生器中初始制備合成氣流。合成氣流主要包含氫和一氧化碳。該方法涉及在合成反應(yīng)中催化轉(zhuǎn)化合成氣流以產(chǎn)生烴類和水，隨后在氫發(fā)生器中產(chǎn)生富氫流。該方法指出氫發(fā)生器與合成氣發(fā)生器分離(上文)并且氫發(fā)生器包括用于將烴類轉(zhuǎn)化為烯烴類的工藝、用于烴類催化脫氫的工藝或用于精制石油的工藝和用于將烴類轉(zhuǎn)化為碳纖維的工藝。該方法中的最終步驟在其最廣泛意義上涉及消耗來自富氫流的氫，其中在一個或多個工藝中產(chǎn)生所述的富氫流，所述工藝引起并且提高烴類價值或來自前述較早第二步驟的烴類的轉(zhuǎn)化生產(chǎn)率。

盡管它是一個有用的方法，但是從Espinoza等人的公開中顯而易見存在這樣的清晰意圖，即產(chǎn)生用于石油化學(xué)用途的烯烴類如乙烯與丙烯和用于汽油生產(chǎn)的芳族物質(zhì)。此外，存在一個重整步驟，其中指出所述步驟包括重整石腦油原料以產(chǎn)生隨后被再合并入該方法的凈過剩氫副產(chǎn)物。石腦油隨后轉(zhuǎn)化成用于高辛烷汽油摻和用備料的芳族物質(zhì)。沒有關(guān)于有效破壞石腦油以增強(qiáng)費-托法的具體構(gòu)思從而也無相關(guān)討論，而增強(qiáng)費-托法可以明顯增加烴的合成。

Espinoza等人的方法是極好的氣制油的方法，其涉及使用石腦油重整從天然氣制造汽油產(chǎn)品的汽油生產(chǎn)。在該公開中，發(fā)現(xiàn)過量氫可以用來增強(qiáng)轉(zhuǎn)化的生產(chǎn)率。

該技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的另一個顯著進(jìn)展在Bayle等人在2007年5月8日授予的美國專利號7,214,720中有所教導(dǎo)。該參考文獻(xiàn)涉及通過用于處理烴類原料的一連串工藝的液態(tài)燃料制備。

在該公開中指出了液態(tài)燃料始于有機(jī)物質(zhì)，一般是作為固態(tài)原料的生物質(zhì)。該方法涉及固態(tài)原料氣化階段、合成氣凈化階段和隨后合成氣轉(zhuǎn)化成液態(tài)燃料的階段。

該專利權(quán)人在第2欄中指出該技術(shù)的實質(zhì)：

“找到了用于起始于包含有機(jī)物質(zhì)的固態(tài)原料制備液態(tài)燃料的方法，其中：

a)使固態(tài)原料經(jīng)歷氣化階段，從而使所述原料轉(zhuǎn)化成包含一氧化碳和氫的合成氣，

b)使在階段a)中所獲得的合成氣經(jīng)歷凈化處理，其中所述凈化處理包括用于提高氫對一氧化碳H₂/CO摩爾比直至預(yù)定值、優(yōu)選在1.8與2.2之間的調(diào)整過程，

c)使在階段b)中所獲得的凈化的合成氣經(jīng)歷轉(zhuǎn)化階段，該階段包括進(jìn)行費-托型合成，從而將所述合成氣轉(zhuǎn)化成液態(tài)流出物和氣態(tài)流出物，

d)對在階段c)中所獲得的液態(tài)流出物進(jìn)行分餾，從而獲得選自氣態(tài)餾分、石腦油餾分、煤油餾分和粗柴油(gas?oil)餾分的至少兩種餾分，以及

e)將至少一部分石腦油餾分在氣化階段中再循環(huán)。”