[發明專利]一種費托-齊聚耦合催化轉化富烯烴合成氣制備液體烴類的方法

有效

• 申請號: 201810023906.3
• 申請日: 2018-01-10
• 公開（公告）號: CN108264921B
• 公開（公告）日: 2020-03-24
• 發明（設計）人: 王晨光;張淺;馬隆龍;李宇萍;徐瑩;張興華
• 申請（專利權）人: 中國科學院廣州能源研究所
• 主分類號: C10G2/00
• 分類號: C10G2/00
• 代理公司: 廣州科粵專利商標代理有限公司 44001
• 代理人: 方燕;莫瑤江

本發明提供一種費托?齊聚耦合催化轉化富烯烴合成氣制備液體烴類的方法。其包括如下步驟：將原料氣通入裝載有復合催化劑的固定床反應器內進行費托?齊聚耦合催化反應，產生包含液體烴類和水的液體混合物，靜置分層得上層油狀物即液體烴類；所述的復合催化劑為費托催化劑和齊聚催化劑的耦合催化劑。本發明可實現CO和烯烴共同轉化為碳分布相對集中、異構烯烴為主要成分的高級液體烴類，具有轉化條件溫和、工藝集中簡便，碳利用率高，產物選擇性強及附加值高等特點。

技術領域：

本發明屬于富烯烴合成氣催化轉化制備烴類技術領域，具體涉及一種費托-齊聚耦合催化轉化富烯烴合成氣制備液體烴類的方法。

背景技術：

世界范圍內燃料的生產主要來源于石油的精煉過程。隨著全球石油價格逐步攀升、石油資源的大量消耗和環保問題(溫室效應和排放污染物，如浮碳、碳氫化合物、一氧化碳、氮氧化合物、硫化物等)的日益重視，發展非石化的可再生能源工藝受到廣泛關注。目前，生物質資源由于其潔凈、儲量豐富和可再生等特點，是唯一可直接轉化為液體燃料和高附加值化學品的碳質資源，被認為是替代化石資源的最佳選擇之一。

以生物質為原料制備液體燃料(BTL)的方法主要有生物質費托合成技術、油脂加氫處理技術、生物質熱解和生物轉化法。其中，生物質基費托合成是最適合商業化的可再生能源利用途徑。該路徑的關鍵在于合成氣(H₂、CO)的制備和轉化，其中包括生物質氣化、凈化壓縮、費托合成和裂解等過程。但由于生物質中含有鈉、鉀和其他堿金屬元素，氣化過程中容易生成渣淳和污垢，污染設備。氣化過程氧氣的引入也增大了產物中N₂、CO₂等雜質氣體的含量，同時降低了合成氣的氫碳比，不利于合成氣的轉化效率和費托合成過程。

生物油是由木質纖維素型生物質通過快速熱裂解液化過程產生的有機液體混合物。與生物質相比，具有易收集、易存儲和易運輸等方面的優勢，采用生物油制化工產品有利于解決實際生物質利用過程中遇到的生物質分散性、不便存儲和長途運輸等問題。近年來，生物油的催化裂解由于其不需要消耗氫氣，價格低廉，反應不需要高壓，且可借鑒石油催化裂解的成熟經驗等特點得到普遍的關注。一般來說，生物油在常壓下可通過Ni/La/HZSM-5分子篩催化劑等催化裂解產生15％～30％(體積分數)的C_2-4低碳烯烴和30％～40％(體積分數)的合成氣。其中烯烴可通過烯烴齊聚合成液體燃料，其產物分布不受ASF分布限制；而其中的CO，H₂有效組分則可通過費托合成轉化為寬碳數分布的烴類。但費托合成的產物受ASF分布限制且主要以直鏈烴為主，不利于提高燃料的辛烷值。總的來說，生物油催化裂解氣體產物中含有兩種有效組分，一類是低碳烯烴，另一類是氫氣和一氧化碳。

發明內容：

本發明的目的是提供一種費托-齊聚耦合催化轉化富烯烴合成氣制備液體烴類的方法，本發明可實現CO和烯烴共同轉化為碳分布相對集中、異構烯烴為主要成分的高級液體烴類，具有轉化條件溫和、工藝集中簡便，碳利用率高，產物選擇性強及附加值高等特點。

本發明的目的是提供了一種費托-齊聚耦合催化轉化富烯烴合成氣制備液體烴類的方法，包括如下步驟：

將原料氣通入裝載有復合催化劑的固定床反應器內進行費托-齊聚耦合催化反應，產生包含液體烴類和水的液體混合物，靜置分層得上層油相即液體烴類；

所述的復合催化劑為費托催化劑和齊聚催化劑的耦合催化劑。

上述制備液體烴類的方法，其具體步驟如下：

(1)將復合催化劑裝填于固定床反應器內，室溫下置換合成氣直至固定床反應器內空氣被合成氣置換完全后，常壓通入合成氣，同時固定床反應器升溫至300℃～400℃，并恒溫12h直至費托催化劑充分還原；