[发明专利]用于由合成气制备饱和烃的催化剂

说明书

本发明涉及催化剂。本发明的方面涉及用于制备饱和烃的催化剂。本发明的方面涉及多功能催化剂，例如用于由合成气制备饱和烃的方法。本发明的方面提供了一种制备多功能催化剂的方法。本发明的某些实施例涉及由合成气制备液化石油气。本发明的某些方面也可应用于液体燃料例如汽油的制备。本发明的某些方面也可应用于用于制备饱和烃的方法和/或设备。

近来，天然气和石油作为原料的优势已减少。新的原料例如焦油砂、煤, 生物质和城市废物的重要性一直不断增加。原料的多样性已推动了合成气体（合成气）路线的发展以替代由天然气和石油合成烃的传统路线。

液化石油气（LPG），丙烷和丁烷的统称，具有环境相对友好的特征并已广泛用作所谓的清洁燃料。一般来说，LPG已作为天然气液化的副产物制备、或作为炼制操作的副产物制备。通过这些方法获得的LPG通常主要由丙烷和n-丁烷混合物组成。LPG的替代来源将是期望的。由合成气合成LPG是一种潜在的有用路线，因为其允许不同原料，例如天然气、生物质、煤、焦油砂和炼油厂渣油的转化。

一种烃合成路线使用费托合成反应。然而，由于产物烃将遵循Anderson-Schulz-Flory分布，并且作为结果LPG的选择性将相对有限，因此这种路线可能是不利的。特别是，该方法将通常产生显著量的不期望的甲烷以及更高级的直链烃。

因而将需要一种新的合成方法以制备LPG。

存在用以将合成气选择性转化成例如甲烷或甲醇的方法。甲醇向C₂和C₃产物的转化例如甲醇向烯烃（MTO）和甲醇向丙烯（MTP）的转化是公知的，例如US专利号6613951中所描述的。然而，在某些情况下，选择性可能有限且产物可能主要由C₂和C₃烯烃组成。

Mobil研发的甲醇制汽油（MTG）方法允许得到富含芳香物和烯烃的混合产物。

这些方法都不对LPG具有选择性。

最近，已进行了多个有关由合成气制备LPG方法的研究。某些研究包括多功能催化剂体系。例如Zhang Q等，Catalysis Letters Vol 102, No 1-2 July 2005描述了基于Pd-Ca/SiO₂和沸石、和基于Cu-Zn/沸石的复合催化剂。

Qingjie Ge等，Journal of Molecular Catalysis A: Chemical 278 (2007) 215-219描述了使用混合催化剂体系在包含用于甲醇和二甲醚（DME）脱水的Pd-Zn-Cr甲醇合成催化剂和Pd-负载沸石的单床中合成气反应以制备LPG。

由合成气选择性合成LPG可在由甲醇合成催化剂和改性沸石组成的复合催化剂上进行。例如，丁的中国专利申请1054202描述了一种由Cu-ZnO-Al₂O₃（或Cu-Zn/Cr₂O₃）和H-Y分子筛催化剂组成的、用于CO加氢制丙烷的催化剂，其据说显示出良好的催化性能，CO转化率为64%和烃中丙烷形成为96%。

李的日本专利申请2009195815描述了一种由Cu-ZnO甲醇合成催化剂和Pd改性的β-沸石以及Cu、Cr、Mn和Fe中的一种或多种组成的复合催化剂，其用于在淤浆床反应器中将合成气转化为LPG。

Fujimoto的日本专利申请2007181755描述了一种含有Pd-Ca/SiO₂和β-沸石的催化剂，其用于将合成气转化为LPG。

同为Fujimoto的中国专利申请101415492A描述了用于将合成气转化为LPG的Cu-ZnO/Pd-β催化剂。

上述催化剂显示出对于合成气制LPG反应的某些催化性能。

然而，由于多种原因，包括例如与稳定性、贵金属的高含量、和低反应性能有关的问题，仍然存在对用于将合成气转化为C₃和更高级烃的替代催化剂的需要。特别是，需要适用于合成气向LPG转化方法的大规模应用的催化剂。

本发明的某些方面力图解决或至少减轻这些和/或其它问题中的一种或多种和/或力图提供一种用于合成气向饱和烃转化方法的替代催化剂。

将需要一种用于制备饱和烃，特别是C₃和更高级烃的催化剂体系，其结合了改善的选择性和高活性以及改善的寿命。

根据本发明的一个方面，提供了用于碳氧化物向饱和烃的转化的催化剂组合物，该催化剂组合物包含：

a）碳氧化物转化催化剂；和