[發(fā)明專利]一種合成氣制取低碳烯烴的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711075874.3
• 申請(qǐng)日: 2017-11-06
• 公開（公告）號(hào): CN107827691B
• 公開（公告）日: 2020-09-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳新宇;郝代軍;毛繼平;張國(guó)良;秦毓辰;江莉;何文
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中石化煉化工程（集團(tuán)）股份有限公司
• 主分類號(hào): C07C1/04
• 分類號(hào): C07C1/04;C07C11/02;C07C11/04;C07C11/06;C07C11/08;B01J29/48;B01J29/78;B01J29/85;B01J37/02;B01J37/32;B01J29/40
• 代理公司: 北京超凡志成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11371
• 代理人: 蔡蓉

本發(fā)明提供了一種合成氣制取低碳烯烴的方法。方法為：將CO、H₂通入第一反應(yīng)器中，在分子篩負(fù)載Fe?Mn?K催化劑的催化下發(fā)生催化氫化反應(yīng)，生成第一混合產(chǎn)物；所述分子篩負(fù)載Fe?Mn?K催化劑中，負(fù)載組分Fe、Mn、K的摩爾比為20～30:1.5～2.5:1；將所述第一混合產(chǎn)物通入第二反應(yīng)器中，在ZSM?5擇形分子篩的催化下發(fā)生催化裂解反應(yīng)，生成第二混合產(chǎn)物；從第所述二混合產(chǎn)物中分離出低碳烯烴。本發(fā)明能夠解決現(xiàn)有技中CO轉(zhuǎn)化率和低碳烯烴選擇性無法兼顧的問題，并且工藝中靈活性高，可以根據(jù)乙烯、丙烯、丁烯的市場(chǎng)行情，在一定范圍內(nèi)合理調(diào)節(jié)產(chǎn)品分布，具有操作簡(jiǎn)單、增效明顯的特點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及化工技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種合成氣制取低碳烯烴的方法。

背景技術(shù)

乙烯、丙烯、丁烯等低碳烯烴是重要的基本有機(jī)化工原料，隨著化學(xué)工業(yè)的發(fā)展，其需求量愈來愈大。迄今為止，制取乙烯、丙烯等低碳烯烴的途徑主要通過輕油裂解過程，隨著全球范圍內(nèi)石油資源的日益枯竭，未來的能源結(jié)構(gòu)勢(shì)必發(fā)生轉(zhuǎn)移。與石油資源相比，煤和天然氣資源相對(duì)豐富，開發(fā)以煤和天然氣為主的低碳烯烴生產(chǎn)工藝具有重要的意義。從合成氣(可由天然氣和煤轉(zhuǎn)換得到)直接制取乙烯、丙烯技術(shù)的開發(fā)，不僅可減少對(duì)石油資源的依賴，而且對(duì)一些富煤缺油地區(qū)化學(xué)工業(yè)的發(fā)展有著重要意義。我國(guó)能源的特點(diǎn)是富煤、少氣缺油，開發(fā)由煤/天然氣經(jīng)合成氣轉(zhuǎn)化為石油產(chǎn)品的過程，不但可以減少能源上對(duì)國(guó)外的依賴，而且對(duì)于解決燃煤引起的環(huán)境污染問題具有重要的意義。

將合成氣經(jīng)過催化劑作用轉(zhuǎn)化為液態(tài)烴的方法是1923年由德國(guó)科學(xué)家FransFischer和Hans Tropsch發(fā)明的，簡(jiǎn)稱F-T合成，即CO在金屬催化劑上發(fā)生非均相催化氫化反應(yīng)，生成以直鏈烷烴和烯烴為主的混合物的過程。二十世紀(jì)90年代以來，石油資源日趨短缺和劣質(zhì)化，同時(shí)煤炭和天然氣探明儲(chǔ)量卻不斷增加，費(fèi)托合成技術(shù)再次引起廣泛關(guān)注。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，費(fèi)托合成催化劑也得到了長(zhǎng)足的發(fā)展，目前常用的催化劑，從活性組分上來說分為兩大類：鐵基催化劑和鈷基催化劑。合成工藝從所使用的反應(yīng)器類型分為三大類：固定床費(fèi)托合成工藝，流化床費(fèi)托合成工藝(有早期的循環(huán)流化床以及以后在循環(huán)流化床基礎(chǔ)上發(fā)展出來的固定流化床)以及漿態(tài)床費(fèi)托合成工藝。其中的固定床與漿態(tài)床一般應(yīng)用于低溫費(fèi)托工藝，多用于重質(zhì)油以及蠟的生產(chǎn)，而流化床則更適用于生產(chǎn)較為輕質(zhì)的烴類的高溫費(fèi)托工藝。

大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用的合成氣制烯烴項(xiàng)目則采用間接合成法，主要有MTO和MTP工藝，這兩個(gè)技術(shù)主要通過煤或天然氣制備合成氣后，先轉(zhuǎn)化為甲醇，然后通過甲醇進(jìn)一步反應(yīng)制備低碳烯烴，該技術(shù)具有技術(shù)成熟，烯烴選擇性高的優(yōu)點(diǎn)，近十年迅速在國(guó)內(nèi)建成并投產(chǎn)，目前已初步具備與傳統(tǒng)石腦油裂解制備乙烯、丙烯相抗衡的能力。但該技術(shù)流程相對(duì)復(fù)雜，能源利用率偏低，且操作能耗及費(fèi)用相對(duì)較高，另外隨著環(huán)評(píng)指標(biāo)的逐步提高、碳稅的征收，該技術(shù)路線未來將面臨越來越嚴(yán)峻的考驗(yàn)。

為了解決上述問題，合成氣直接生產(chǎn)低碳烯烴，已成為費(fèi)托合成催化劑開發(fā)的研究熱點(diǎn)之一。但合成氣直接生產(chǎn)烯烴主要面臨烯烴選擇性低及產(chǎn)物分布的有效控制等問題。由于F-T合成制烯烴是強(qiáng)放熱反應(yīng)，容易引起局部過熱而促進(jìn)甲烷化以及二氧化碳的生成和積碳的發(fā)生，降低總烯烴收率；此外，F(xiàn)-T合成過程中烯烴作為一種中間產(chǎn)物，極易發(fā)生二次加氫反應(yīng)轉(zhuǎn)化為飽和烷烴，從而導(dǎo)致低碳烯烴的選擇性較低。已公開的F-T合成制烯烴工藝多數(shù)是通過提高CO轉(zhuǎn)化率提高低碳烯烴的收率，但低碳烯烴的選擇性并沒有實(shí)質(zhì)提高。

有鑒于此，特提出本發(fā)明。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種合成氣制取低碳烯烴的方法，所述的方法能夠解決現(xiàn)有技中CO轉(zhuǎn)化率和低碳烯烴選擇性無法兼顧的問題，并且工藝中靈活性高，可以根據(jù)乙烯、丙烯、丁烯的市場(chǎng)行情，在一定范圍內(nèi)合理調(diào)節(jié)產(chǎn)品分布，具有操作簡(jiǎn)單、增效明顯的特點(diǎn)。

為了實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明提供了以下技術(shù)方案：

一種合成氣制取低碳烯烴的方法，包括以下步驟：