[發明專利]一種異構烷烴的制備方法

在審

• 申請號: 201810926630.X
• 申請日: 2018-08-15
• 公開（公告）號: CN109161400A
• 公開（公告）日: 2019-01-08
• 發明（設計）人: 邢闖;張桂華;程世林;童明亮;呂鵬;呂成學;楊瑞芹
• 申請（專利權）人: 浙江科技學院
• 主分類號: C10G65/12
• 分類號: C10G65/12
• 代理公司: 杭州宇信知識產權代理事務所(普通合伙) 33231
• 代理人: 張宇娟

本發明提供了一種異構烷烴的制備方法，將合成氣自上而下進入反應管，所述反應管自上而下依次裝有加氫催化劑、脫氫催化劑和異構化催化劑，反應后得到異構烷烴，所述加氫催化劑為Co/SiO₂，所述脫氫催化劑為Zn/SiO₂或Pt/SiO₂，所述異構化催化劑為分子篩。本發明根據反應路徑發生的先后順序，設計了三段串聯催化劑，合成氣可在三段催化劑體系中高選擇性轉化為異構烷烴。實驗結果表明，異構烷烴選擇性高達50％以上。并且，本發明提供的制備方法分子擴散效率高、甲烷選擇性低，異構鏈烴選擇性高；制備過程簡單，成本低，適宜大規模工業應用，為非石油資源直接獲得異構烷烴提供了一條嶄新路線。

技術領域

本發明涉及有機化學技術領域，尤其涉及一種異構烷烴的制備方法。

背景技術

費托合成是將煤、天然氣和生物質經合成氣(一氧化碳和氫氣的混合物)通過鐵基、鈷基、釕基催化劑催化轉化為清潔液體燃料的過程，是解決石油資源日益短缺的有效途徑。然而費托合成的產物主要是由C₁-C₅₀₊的直鏈烷烴組成的復雜混合物。異構烷烴含量是汽油辛烷值的一個重要組成參數。

研究者通常將酸性分子篩與費托催化劑活性組分進行有效組合，直接合成異構烷烴，(1)合成氣在加氫催化劑生成費托合成初級產物直鏈烷烴；(2)直鏈烷烴在金屬位脫氫形成烯烴；(3)烯烴轉移到分子篩酸性位進行質子化生成碳正離子；(4)碳正離子發生重排、支鏈化，最后支鏈化的烯烴在金屬位上加氫轉化為異構烷烴。通過將分子篩填充在二段反應裝置中將重質烴進一步裂解改質和加氫異構獲得具有優異燃燒性能的中間餾分油。但此過程由于工藝復雜，生產成本高，降低了煤基費托合成制備潔凈液體燃料技術的經濟可行性。另外，由于采用分床層裝填的方式，兩個催化劑活性位之間的協同作用也受到了極大的限制。因此，研制多功能催化劑通過一段法對合成氣直接制異構烷烴具有重要的意義。

目前，關于合成氣制備異構烷烴報道中，存在以下不足：(1)反應體系中路徑不明；(2)異構烷烴選擇性低(30％左右)(3)芳烴、烯烴含量較高，不符合日益嚴格的環保要求標準。

發明內容

本發明解決的技術問題在于提供一種異構烷烴的制備方法，選擇性好，催化劑成本低，工藝簡單。

有鑒于此，本發明提供了一種異構烷烴的制備方法，包括：將合成氣自上而下進入反應管，所述反應管自上而下依次裝有加氫催化劑、脫氫催化劑和異構化催化劑，反應后得到異構烷烴，所述加氫催化劑為Co/SiO₂，所述脫氫催化劑為Zn/SiO₂或Pt/SiO₂，所述異構化催化劑為分子篩。

優選的，所述Co/SiO₂采用采用浸漬法制備。

優選的，所述Co/SiO₂的粒徑為10-100目。

優選的，所述脫氫催化劑采用采用浸漬法制備。

優選的，所述脫氫催化劑的粒徑為10-100目。

優選的，所述異構化催化劑為HZSM-5、HBEA、HZSM-11、SAPO-11、HY分子篩中的一種或幾種。

優選的，所述異構化催化劑的硅鋁比為5-500:1。

優選的，所述加氫催化劑、脫氫催化劑和異構化催化劑的質量比為1-10:1-10:1-10。

優選的，反應溫度250-400℃，反應壓力為1.0-5.0MPa，合成氣空速為500-10000h^-1，合成氣中H₂/CO為0.5-3.0:1。