[发明专利]一种烃和二氧化碳蒸汽转化制备羰基合成气的方法

说明书

本发明涉及一种烃类蒸汽转化方法制备羰基合成气的方法，具体地讲，本发明涉及一种重质烃类与二氧化碳和水蒸汽发生一步转化反应，制备一氧化碳含量高的羰基合成气的工艺方法。

  羰基合成在石油化工和有机合成领域中占有相当重要的地位，如合成醇、醛、酮、酐、酰氯、内酯、醌等以及制备溶剂、增塑剂等。羰基合成气的组成为CO和H₂，根据不同用途其H₂/CO比例为1.0～3.0。目前，利用轻质烃类原料进行蒸汽转化反应，可以得到CO含量相对较高的转化气，如美国专利4,894,394中用轻烃与水蒸汽和CO₂的混合物反应，得到H₂/CO为2.8～4.5的转化气，并用其继续合成甲醇。目前，常规烃类原料蒸汽转化过程所生成的转化气中，H₂/CO的比例一般在4.0～5.0之间。这种高H₂/CO比值的气体若直接作为羰基合成气使用，则其CO含量不足，而H₂含量过剩。因而，利用烃类蒸汽转化过程制备合成气时，必须提高转化气中的CO含量。

烃类蒸汽转化的反应机理如下：

                  (1)

       ΔH＝-206KJ/mol    (2)

      ΔH＝+247KJ/mol    (3)

        ΔH＝-41KJ/mol     (4)其中，反应(1)为体积增大的强吸热反应，降低压力、提高温度有利于反应向右进行，有利于生成CO；反应(2)为体积减小的放热反应，提高温度、降低压力和提高水分压，将使得反应(2)向左移动，有利于生成CO；反应(3)为体积增大的吸热反应，提高温度、降低压力和提高CO₂分压，将使得反应(3)向右移动，有利于生成CO；反应(4)为体积不变的放热反应，提高温度、降低水分压将使得反应(4)向左移动，有利于生成CO。通过分析以上烃类蒸汽转化反应的机理可以得知：提高反应温度、降低反应压力、降低水碳比以及增加CO₂浓度，是提高转化气中CO含量的重要手段。

目前，在利用轻油等重质烃类原料制取低H₂/CO比的羰基合成气时，先将轻油等进行预转化，使之转化成富甲烷气，然后再进行CH₄＋CO₂的蒸汽转化过程，制备羰基合成气。

本发明的目的则是提供一种利用轻油等重质烃类一步转化制备羰基合成气的工艺方法。

在本发明中，轻油、液化气或炼厂气等重质烃与水蒸汽、CO₂混合，进入内裝蒸汽转化催化剂的转化炉，一步转化生成包含CO、CO₂、H₂和少量甲烷的转化气；转化气进行分离，分离出羰基合成气，剩余气体的主要成份为CO₂，还含有少量未转化的甲烷，以及少量未完全分离出去的CO和H₂；分离出羰基合成气后的、以CO₂为主的剩余气体全部循环回入口，作为原料CO₂继续参与烃类的蒸汽转化反应，从而达到原料烃中的碳基本上全部转化为CO的目的，整个转化反应过程可以做到无CO₂排放。

在进行上述气体分离时，可以采用PSA(变压吸附)法、深冷法或液相法等。

当烃类进行蒸汽转化而且完全转化为CO时，其总包反应为：