[发明专利]甲硅烷基改性的催化剂及该催化剂用于将合成气转化为烃类的用途

说明书

本发明涉及合成气向烃类的转化。特别地，本发明涉及合成气向C5+烃类的转化，该烃类特别适合于用作液态发动机燃料。

公知地，在多种过渡金属催化剂存在下，合成气(即氢气和一氧化碳)可转化为烃类。因而，已知某些第VIII族金属，特别是铁、钴、钌和镍，能催化CO和氢气(也称为合成气)向烃类的转化。这类金属通常称为费-托(Fischer-Tropsch)催化剂。当使用镍时，合成气转化优先生成甲烷；而使用铁、钴和钌时，倾向于产生由碳原子数比甲烷高的烃类构成的混合烃。在较高的反应温度下，所有费-托催化剂倾向于产生气态烃类，且很容易选择加工条件以产生甲烷作为主要产物。然而，在较低的温度下，且通常在高压下，铁、钴和钌产生由更高级的烃类构成的混合烃。该产物通常含有非常长的直链烃分子，该分子倾向于沉淀为蜡状物。这类蜡状材料在远高于发动机燃料沸腾范围的温度下沸腾，且通常构成这类催化转化操作所得产物的很大一部分。因此，费-托催化剂并没有广泛地应用于液态烃发动机燃料的生产中，因为在一方面它们通常产生主要为气态的烃类，而在另一方面它们通常产生含有不可接受的大量蜡状物的烃类。此外，所产生的汽油沸点烃组分具有不可接受的低辛烷值。

而通过在费-托金属催化剂存在下的合成气转化进行的液态发动机燃料(特别是在汽油沸点范围内沸腾的燃料)生产中存在的另一困难是这类费-托金属特征性地产生直链烃类的倾向，该直链烃类由正链烷烃类(paraffin)和正烯烃类(olefin)的混合物构成。可以理解，所得的实际混合物依赖于具体的金属催化剂及所采用的处理条件。在任何情况下，该转化产物通常都只含有少量的单支链的烃类以及非常少的环烷烃类和芳香烃类，且基本没有多支链的烃类。转化产物中缺乏支链的或芳香族(即环状)烃类导致这类产物含有辛烷值(或O.N.)非常低的汽油组分。如果不增加额外的高成本的精炼步骤，这类组分不适于用作汽油。当然，这类金属催化剂产生的C10-C18范围内的高级正链烷烃类是可加入喷气燃料和柴油机燃料的有用组分。然而，在这类组分中也需要存在部分支链和芳香族烃类，以增强将原料合成气转化为这类液态发动机燃料的整个过程的热效率，并降低这类燃料的倾点。

基于以上原因，在本领域中需要开发将合成气转化为液态烃燃料的改进的技术。这类改进的技术将合意地使得可进行这类合成气转化并得到如下结果：(1)与当前的主要为正链烷烃类和正烯烃类的生产相比，增强支链化和芳香化，及(2)通过减少甲烷和沸点超过柴油沸点范围的重烃产物的产生来强化所需液态发动机燃料的生产。同时，所述催化剂组合物必须具有所需程度的活性和稳定性，以使得这类发动机燃料的生产可以在实际的商业实施条件下进行。

因此，本发明的目的之一是提供用于将合成气转化为液态烃发动机燃料的改进的方法和催化剂组合物。

本发明的另一目的是提供能增强合成气向这类液态燃料转化的稳定的催化剂组合物。

本发明的另一目的是提供用于生产液态发动机燃料的方法和费-托催化剂组合物，该液态发动机燃料含有微量的甲烷和沸点超过柴油沸点范围的重烃产物。

以这些及其它目的为中心，以下将具体描述本发明；在所附权利要求中特别指出了本发明的新特征。

在本发明的实践中，通过使用包含负载型费-托金属作为组分的改性催化剂组合物，将合成气转化为液态发动机燃料。转化产物含有微量的甲烷和沸点超过柴油沸点范围的重烃产物。

通过对含有负载型费-托金属的催化剂组合物进行改性，并将其用在合成气向液态烃类的转化中，实现了本发明的目的。与先前使用用于合成气转化的未改性费-托催化剂获得的结果相反，使用这类改性的催化剂组合物有利地产生沸点在喷气燃料沸点范围与柴油沸点范围的合并范围内的液态发动机燃料。由于已发现所述改性的催化剂组合物在连续处理操作过程中具有突出的稳定性，本文所述及要求保护的改性催化剂组合物及其用于合成气转化的方法提供了一种得到所需液态发动机燃料的高度有利的和可行的途径，该液态发动机燃料的沸点在汽油、喷气燃料和柴油的沸点范围内。