[發明專利]從含碳原料生產液體燃料的方法、相關系統和催化劑

在審

• 申請號: 201680002206.5
• 申請日: 2016-11-10
• 公開（公告）號: CN108513578A
• 公開（公告）日: 2018-09-07
• 發明（設計）人: 羅伯特·舒茨勒;丹尼斯·舒茨勒
• 申請（專利權）人: 行星能量公司
• 主分類號: C10G2/00
• 分類號: C10G2/00
• 代理公司: 北京東方億思知識產權代理有限責任公司 11258
• 代理人: 雷娟

本發明涉及從天然原料產生的合成氣中直接生產液體燃料的獨特方法、催化劑和系統。在一個方面，本發明提供生產烴混合物的方法，其包括如下步驟：a)在固定床反應器中原位還原催化劑；b)使含有氫氣和一氧化碳的進料氣體與所述催化劑反應以產生包含輕質氣體、柴油燃料和蠟的烴產物流，并且其中柴油燃料級分是在不需要對蠟進行加氫的情況下產生的，并且其中所述催化劑包含沉積在γ氧化鋁支撐體上的一種或多種金屬，并且其中在所述支撐體上包含鉑或錸作為助催化劑，其中所述催化劑具有表面孔徑，并且其中所述柴油燃料包含大于約70％的C₈?C₂₄烴。

技術領域

本發明涉及從由含碳原料產生的合成氣生產液體燃料(例如，優質柴油燃料)的獨特方法、催化劑和系統，所述含碳原料例如生物質(諸如木材、農業廢物、其它含碳材料)、城市固體廢物、天然氣、天然氣液體、二氧化碳、生物氣體、火炬氣、伴生氣或其它類似的含碳化合物或材料。

發明背景

已經報道了將某些原料轉化為合成氣(或“syngas”，其為含有氫氣和一氧化碳的氣體)和隨后將合成氣轉化為燃料。例如，據稱美國專利No.7,404,936涉及以下內容：“本發明提供新的微反應器系統、催化劑和化學方法。還描述了制備新型催化劑的方法和反應裝置。在一個方面，本發明提供了一種進行反應的方法，其包括：使至少一種反應物流入微通道，并且在微通道內存在梯度(graded)催化劑的情況下使至少一種反應物反應，以形成至少一種產物。在該方面，微通道包括基本上填充微通道橫截面的梯度催化劑。梯度催化劑具有的催化活性材料的分布使得至少一種反應物在催化劑的一個區域中暴露于比在另一個區域中更高濃度的催化活性材料。與本文提及的所有方法一樣，本發明還包括用于進行這些方法的裝置和包含這些裝置和反應物和/或產物的系統。”

美國專利No.6,262,131的摘要報道了如下內容：“用于將合成氣轉化成費-托(Fischer-Tropsch)產物的費-托催化劑包括具有大于約0.45或0.6的空隙率比的固定的費-托催化劑，并且還可以具有對于給定反應器體積的至少10％的催化劑濃度。費-托催化劑具有的結構化形狀促進非泰勒流和/或在其中具有催化劑的費-托反應器運行至少600小時的時間上產生200-4000體積CO/體積催化劑/小時或更高的范圍內的生產率。通過費-托反應將合成氣轉化為長鏈烴產物的系統具有反應器和固定的結構化費-托催化劑，所述反應器用于直接接收合成氣或作為飽和烴液體或組合接收合成氣，所述固定的結構化費-托催化劑布置于反應器內，用于通過費-托反應將至少一部分合成氣轉化為長鏈烴。具有結構化費-托催化劑的費-托反應器系統可以具有全液體飽和反應物進料、全氣體反應物進料或其間(in-between)的許多種組合。系統可以包含除熱裝置或可以不包含除熱裝置。還提出了制造催化劑和轉化合成氣的方法。”

美國專利No.5,620,670的摘要報道了如下內容：“將含烴氣體的進料轉化為液態烴產物的方法，包括在二氧化碳存在下將進料轉化為一份至2.5份氫氣至一份一氧化碳的第一反應，然后使用經助催化的氧化鐵催化劑漿料在費-托合成反應器中使氫氣和一氧化碳進行第二反應以形成液態烴產物，其中從產物流中分離來自第一反應和第二反應的二氧化碳，并且將至少一部分分離的二氧化碳再循環到第一反應進料中。”

美國專利No.4,499,209的摘要描述了如下內容：“因此，本發明涉及一種用于制備含有鈷、鋯或鈦和二氧化硅的費-托催化劑的方法，該方法包括用鋯或鈦化合物的溶液浸漬二氧化硅載體，煅燒由此獲得的組合物，用鈷化合物的溶液浸漬經煅燒的組合物，并煅燒和還原由此獲得的組合物。本專利申請還涉及通過用氫氣催化一氧化碳的反應制備烴的方法，其中使含H₂和CO的進料在升高的溫度和壓力下與催化劑接觸，該催化劑包含每100pbw的二氧化硅的5-40重量份(pbw)的鈷和2-150pbw的鋯或鈦，并且該催化劑已經通過如下制得：用鋯或鈦化合物的溶液浸漬二氧化硅載體一次或多次，煅燒由此獲得的組合物，用鈷化合物的溶液浸漬經煅燒的組合物一次或多次，并煅燒和還原由此獲得的組合物。”