[發明專利]一種基于漿態床反應器的合成氣直接制烯烴的方法及設備

在審

• 申請號: 202110333279.5
• 申請日: 2021-03-29
• 公開（公告）號: CN113061071A
• 公開（公告）日: 2021-07-02
• 發明（設計）人: 劉平飛;孫志強
• 申請（專利權）人: 上海睿碳能源科技有限公司
• 主分類號: C07C1/04
• 分類號: C07C1/04;C07C11/02
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 江磊

本發明提供了一種基于漿態床反應器的合成氣直接制烯烴的方法和設備，該方法包括：步驟(1)：提供原料合成氣；步驟(2)：該原料合成氣在漿態床反應器中發生催化反應，生成氣相產物；步驟(3)：通過冷凝得到重質烴物流、輕質烴物流和合成尾氣物流；步驟(4)：進行增壓壓縮以得到增壓后的合成尾氣物流和級間冷凝物；步驟(5)：進行水洗以去除含氧化合物，再進行脫碳處理，得到脫碳富液物流和脫碳凈化氣物流；步驟(6)：進行油洗以得到富烴物流和凈化尾氣物流；步驟(7)：進行解析，以得到粗烯烴產品和含油廢水；步驟(8)：將循環合成氣循環到步驟(1)。

技術領域

本發明涉及源自煤、天然氣、重油/渣油等含碳資源的綜合利用的領域，更具體來說提供了一種基于漿態床反應器的合成氣直接制烯烴的方法及設備。

背景技術

α-烯烴是通式為RCH＝CH₂的端烯烴，稱為直鏈α-烯烴(LAO)。α-烯烴是近30年來發展較為迅速的一種重要的有機化工原料，α-烯烴作為共聚單體、表面活性劑合成中間體、增塑劑醇、合成潤滑油和油品添加劑等廣泛應用于許多領域，是石油化工的重要原料。其中C₆～C₁₀的偶數線性α-烯烴，特別是1-己烯、1-辛烯和1-癸烯，因其特殊且廣泛的用途和生產技術難度高更是供不應求。

α-烯烴的生產工藝按其原料的不同可分為石蠟裂解法、乙烯齊聚法、費托合成法和植物油法等。蠟裂解法因原料短缺、產品質量較差已被淘汰。乙烯齊聚法是生產α-烯烴的主要方法，由乙烯催化齊聚得到C₄～C₂₀₊線性產品，利用該法生產的α-烯烴量占整個α-烯烴生產總量的94.1％，但乙烯齊聚法所用催化劑制備復雜價格昂貴并且副產物易堵塞管道。植物油法則是通過植物油加氫得到脂肪醇，脂肪醇再經脫水獲得α-烯烴，其產品純度很高，但由于價格昂貴使其應用受限。本領域迫切希望開發一種新的α-烯烴的生產工藝，從而能夠使用供應充足且低成本的含碳資源作為原料，以廉價而簡便的步驟和設備生產高純度、高選擇性、高質量的α-烯烴。

發明人基于特別開發的一種合成氣直接制烯烴(FTO)技術，開發了本發明，本發明的技術方案可以利用源自廉價的煤炭、天然氣、重油或渣油等碳質資源的合成氣作為原料，擁有工藝條件溫和、烯烴選擇性高、流程短、能耗低、總體傳質效果好、整體反應溫度控制精準等優勢。本發明的主要產物為烯烴，副產物為醇、醛和直鏈飽和烷烴，總烯烴選擇性高達80％以上，所得烯烴幾乎皆為附加值更高的高碳直鏈α-烯烴，產品更加清潔，具有無芳烴、無硫等特點，產品市場發展前景廣闊。

發明內容

本發明的第一個方面提供了一種基于漿態床反應器的合成氣直接制烯烴的方法，該方法包括：步驟(1)：提供原料合成氣，該原料合成氣包含新鮮合成氣和任選的循環合成氣；步驟(2)：該原料合成氣在漿態床反應器中發生催化反應，生成氣相產物，所述氣相產物至少包含多種烴類以及殘余合成氣；步驟(3)：對所述氣相產物進行冷凝，從所述氣相產物的物流中分離出重質烴物流、輕質烴物流和合成尾氣物流；步驟(4)：從步驟(3)中得到的所述合成尾氣物流進行增壓壓縮，得到增壓后的合成尾氣物流和級間冷凝物；步驟(5)：對步驟(4)中得到的所述增壓后的合成尾氣物流進行水洗以去除含氧化合物，再對水洗后的合成尾氣物流進行脫碳處理，得到脫碳富液物流和脫碳凈化合成尾氣物流；步驟(6)：對步驟(5)中得到的所述脫碳凈化合成尾氣物流進行油洗，以得到富油洗劑物流和凈化合成尾氣物流；步驟(7)：對步驟(6)中得到的所述富油洗劑物流進行解析，以得到粗烯烴產品和含油廢水；以及步驟(8)：將步驟(6)得到的凈化合成尾氣物流作為循環合成氣循環到步驟(1)，作為原料合成氣的一部分。

根據該第一方面的一個實施方式，在步驟(1)中，所述新鮮合成氣源自：以煤為原料制備的煤制合成氣、以天然氣為原料通過水蒸氣轉化法或部分氧化法制備的合成氣、以重油或渣油為原料通過部分氧化法制備的合成氣、或者它們的混合物。

根據該第一方面的一個實施方式，在步驟(1)中提供的原料合成氣中氫氣和一氧化碳的摩爾比(氫碳比)為0.5～1.0。