[發(fā)明專利]由氣態(tài)輕質烴類生產(chǎn)較重質烴類的方法及裝置

無效

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• 申請日: 1989-02-04
• 公開（公告）號: CN1018916B
• 公開（公告）日: 1992-11-04
• 發(fā)明（設計）人: 肯尼恩·L·艾吉
• 申請（專利權）人: GTG有限公司
• 主分類號: C07C1/04
• 分類號: C07C1/04
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 馬崇德,李若娟

本發(fā)明涉及一種由氣態(tài)輕質烴類生產(chǎn)較重質烴類的工藝方法及裝置。

用一氧化碳及氫催化反應的方法合成生產(chǎn)烴類是眾所周知的，通常稱之為費-托合成反應。已有許多催化劑用于進行此種反應，而且是在較低的壓力（近似常壓至6.8巴）和約148℃至約315℃的溫度范圍內進行，可以生產(chǎn)出飽和烴及不飽和烴類。此合成反應為強放熱的，對溫度敏感，要求溫度控制在能維持較高目的產(chǎn)物的選擇性的范圍內。費-托反應可用下述通式表征：

目前用作費-托反應原料的合成氣有兩種基本生產(chǎn)方法。蒸汽重整法是在催化劑上利用諸如甲烷之類的一種或數(shù)種氣體輕質烴類與水蒸汽反應，生成一氧化碳及氫;部分氧化法則是用一種或數(shù)種輕質烴類在低于化學計量條件下燃燒生產(chǎn)合成氣。

甲烷蒸汽重整的主要反應以下述化學式表示：

蒸汽重整反應是吸熱的，所用催化劑通常為含鎳催化劑。由甲烷蒸汽重整所產(chǎn)生的合成氣中氫對一氧化碳的比值大約為3∶1。

部分氧化則是利用如甲烷之類的輕質烴類進行非催化的低于化學計量的燃燒以產(chǎn)生合成氣，其主要反應表示于下：

部分氧化反應通常采用昂貴的高純氧，由甲烷部分氧化所產(chǎn)生的合成氣中氫對一氧化碳的比例約為2∶1。

將部分氧化與蒸汽重整結合起來的方法，稱之為自熱重整（autothermal????reforming），此法以空氣作為氧源用于部分氧化反應，以前已應用于生產(chǎn)合成氣。如美國專利U.S.P.2，552，308及2，686，195公開的低壓烴類合成方法，就是利用了以空氣進行自熱重整的方法，生產(chǎn)費-托反應所需用的原料合成氣。自熱重整就是部分氧化與蒸汽重整的簡單組合，部分氧化放出之熱供給蒸汽重整吸熱反應所用。自熱重整過程可以在用便宜耐熱材料襯里的碳鋼容器中進行，因而費用較低。

自熱重整得到的合成氣中的氫對一氧化碳比例較之僅用蒸汽重整法合成氣中的低，因為甲烷蒸汽重整法合成氣中此比例約為3∶1;部分氧化法合成氣中此比例約為2∶1。在鈷催化劑上進行低壓合成烴類反應所需的最佳比例為2∶1，因而在利用如天然氣之類的輕質烴類混合物為自熱重整法的進料時，就要求采用其它形式的控制方法，以維持合成氣中氫對一氧化碳比例為約2∶1的最佳比例。

本發(fā)明提供了一種方法，以一種或多種氣態(tài)輕質烴類為原料生產(chǎn)較重質烴類，包括如下步驟：

（a）用空氣使所述的氣體輕質烴類部分氧化，產(chǎn)生的氣體物流中包含有未反應的輕質烴類、氫、一氧化碳及氮;

（b）在蒸汽重整催化劑存在下，由（a）步驟出來的氣體物流與蒸汽及二氧化碳發(fā)生反應，使大部分未反應的輕質烴再轉化為額外的氫及一氧化碳，進而使合成氣物流中的氫與一氧化碳達到所需要 的比例;

（c）在含鈷烴類合成催化劑存在下，由（b）步驟出來的合成氣流中的氫和一氧化碳進一步轉化生成較重質烴類及水;

（d）從（c）步驟的產(chǎn)物流中分離較重質烴類及水，余下的殘留氣體流中含有未反應的氫及一氧化碳，輕質烴類，二氧化碳及氮;

（e）將（d）步驟出來的殘余氣流與補充空氣一起送去進行催化燃燒，生成的產(chǎn)物流中含有二氧化碳、水蒸汽及氮;

（f）分離由（e）步驟得到的產(chǎn)物流中的二氧化碳;

（g）將至少一部分由（f）步驟分離出來的二氧化碳用于進行步驟（b）。

這種方法把用空氣進行自熱重整合成氣生產(chǎn)法與費-托烴類合成法組合在一起，使合成氣中氫對一氧化碳的比例有效地控制在幾乎最佳比例的條件下，而且除得到較重質烴類產(chǎn)物外，還產(chǎn)出了氮氣。

前面已述，前兩步驟的自熱重整方法最好在壓力接近常壓至約6.8巴和溫度在約815℃至約1927℃范圍條件下進行。費-托烴類合成反應，最好在壓力與自熱重整法大體相同的范圍內，溫度在大約177℃至約288℃及利用含鈷催化劑條件下進行。