[发明专利]将合成气体转化为含氧化合物的方法

说明书

本发明涉及含碳氧化物和氢的原料在颗粒催化剂存在下转化为含氧烃化合物的改进方法。

尤其是，本发明涉及含碳氧化物(CO和CO2)和氢的原料(例如合成气体或合成气)在颗粒改性硫化钼基催化剂或改性甲醇基催化剂和/或改性费-托催化剂存在下转化为醇的改进方法。

US 4,122,110涉及通过一氧化碳与氢在20-250bars压力下和150 DEG-400DEG C.温度下，在催化剂存在下反应制备醇，尤其是直链饱和伯醇的方法，特征在于该催化剂包含至少4种必需元素：(a)铜，(b)钴，(c)至少一种选自铬、铁、钒和锰的元素M，和(d)至少一种碱金属。

US 4,831,060涉及使用催化剂与任选的助催化剂从一氧化碳和氢气制备混合醇，其中所述催化剂金属为钼、钨或铼，助催化剂金属是钴、镍或铁。

该催化剂用费-托促进剂如碱或碱土金属或少量钍促进，然后通过硫化进行进一步处理。所述混合醇馏分的组成能够通过选择催化组分之间接触的紧密程度来选择。

Joumal ofCatalysis 114，90-99(1988)公开了合成气体通过CuO/ZnO/Al2O3形成乙醇的机制。在固定床微反应器中通过把13C甲醇添加到进料时，测量产物乙醇中的碳同位素分布来研究由CO和H2通过CuO/ZnO甲醇催化剂形成乙醇。

本发明的目的在于提供对于含碳氧化物和氢的原料在颗粒催化剂存在下转化为含氧烃化合物在选择性和催化剂活性以及使用寿命方面改进的方法。

尤其是，本发明涉及对于含碳氧化物和氢的原料(例如合成气体或合成气)在颗粒改性硫化钼基催化剂或改性甲醇基催化剂和/或改性费-托催化剂存在下转化为醇在选择性和催化剂活性以及使用寿命方面改进的方法。

本发明因此提供含碳氧化物和氢的原料在颗粒催化剂存在下转化为含氧烃化合物的方法，包括碳氧化物和氢在颗粒催化剂存在下在转化反应器中反应形成含氧烃化合物的步骤，特征在于将具有1到3个碳原子的饱和一元羧酸和/或具有1到3个碳原子的饱和一元羧酸与具有1到4个碳原子的一元脂肪族链烷醇的酯加入到所述转化反应器中。

尤其是，本发明提供含碳氧化物和氢的原料(例如合成气体或合成气)在颗粒改性硫化钼基催化剂或改性甲醇基催化剂和/或改性费-托催化剂存在下转化为醇的方法，包括一氧化碳和氢在所述催化剂存在下在转化反应器中反应形成醇的步骤，特征在于将具有1到3个碳原子的饱和一元羧酸和/或具有1到3个碳原子的饱和一元羧酸与具有1到4个碳原子的一元脂肪族链烷醇的酯加入到所述转化反应器中。

根据一个优选实施方案，本发明提供烃转化为醇的方法，包括步骤：

1.在合成气反应器中将烃转化为碳氧化物和氢的混合物，

2.将所述碳氧化物和氢的混合物从所述合成气反应器中通入转化反应器中，和

3.所述混合物在所述转化反应器中在颗粒改性硫化钼基催化剂和/或改性甲醇基催化剂和/或改性费-托催化剂存在下反应形成醇，特征在于将具有1到3个碳原子的饱和一元羧酸和/或具有1到3个碳原子的饱和一元羧酸与具有1到4个碳原子的一元脂肪族链烷醇的酯加入到所述转化反应器中。

为了本发明和所附权利要求的目的，从碳氧化物和氢的混合物(例如合成气体)生产含氧烃化合物指的是烃含氧化合物占从所述转化反应器中所得产物的至少10重量％，优选至少20重量％，更优选至少40重量％。

根据本发明的一个优选实施方案，该含氧烃化合物是醇，主要为甲醇、丙醇、乙醇和丁醇(主要是正丁醇和异丁醇)；所述甲醇、丙醇(主要是正丙醇和少量的异丙醇)、乙醇和丁醇优选共占从所述转化反应器中所获得产物的至少10重量％，更优选至少20重量％，最优选至少40重量％。

根据本发明另一个实施方案，在所述转化反应器中也产生水和二氧化碳；然后，水和醇优选共占从该方法所获得净产物的至少80重量％。

根据本发明的一个优选实施方案，加入到所述转化反应器中的所述具有1到3个碳原子的饱和一元羧酸和/或所述具有1到3个碳原子的饱和一元羧酸与具有1到4个碳原子的一元脂肪族链烷醇的酯来自从所述转化反应器中获得的作为副产物的含氧化合物。因此所述具有1到3个碳原子的饱和一元羧酸和/或具有1到3个碳原子的饱和一元羧酸与具有1到4个碳原子的一元脂肪族链烷醇的酯优选从所述转化反应器中制备的所述醇中分离，并回送到所述转化反应器中。