[发明专利]液体烃的生产

说明书

发明领域

本发明大体涉及使氢气和一种或更多种碳氧化物的混合物比如合成气转化成烃，特别是在室温(25℃)和大气压力(1atm，101325Pa)下为液体的烃。

背景

传统石油储量的潜在短缺和国际烃市场渐增的不稳定性已经促进对使一系列原料转化成包含烷烃和烯烃的低沸程、中间沸程和高沸程的烃的方法的搜寻。此类烷烃和烯烃可以用于生产燃料比如汽油和中间馏分燃料、用作专业溶剂、用作化学中间体、用作钻探泥浆油的组分并且用于生产润滑剂。例如，具有10个至20个碳原子(C₁₀-C₂₀烷烃)的烷烃作为馏分范围运输燃料比如柴油燃料和喷气燃料是特别有价值的。烯烃可以被用作很多种化学产品和石油化学产品的前体，比如用于制备用于制造化学品的多种衍生的最终产物。

费-托法可以被用来使合成气(一氧化碳、氢气和通常还有二氧化碳的混合物)转化成液体烃。合成气可以通过方法比如烃的部分氧化或蒸气重整被产生。用于合成气生产的原料包含生物质、天然气、煤或固体有机的或含碳的废物或垃圾。使用偏僻的天然气的一种方式是使其转化成液体烃(通过合成气)并且运输所产生的液体产物。常常称为气体至液体(GTL)的天然气成为液体产物的这种“就地”加工可以避免对昂贵的基础设施比如长距离管道或把其分布为液化天然气(LNG)所需的冷冻存储设施和运输设施的需求。由于石油储量被减少，并且由于油价增加，有使此类偏僻的天然气资源转化成商品液体燃料和化学品的渐增的动机。

费-托合成法可以被调整为使合成气转化成还包含石蜡的烯烃以不同的烯烃/石蜡比的选择性的产品分布，这取决于催化剂组成、预处理程序和反应条件。具有元素的多种组合的催化剂在过去已经被试验。费-托合成催化剂可以包含VIII族过渡金属，通常地与多种助催化剂组合的钴、铁或钌(US5,100,856)。

费-托反应是高度放热的，需要迅速的热量排除。自八十五年前发现费-托合成法(FTS)以来，用于反应器床的仅仅三个主要设计找到了其商业规模工厂的方式。最初，管状的固定床反应器被使用，但为了控制反应热，单程转化率通常被限制在60％的最大值。流化床和浆体反应器随后被开发来克服此限制。

US7,012,102描述费-托法，其优选地为浆相方法，其中轻的饱和烃从反应产物中被分离并且被进料到脱氢反应器以产生某些不饱和烃，并且使不饱和烃的至少某些循环至反应器。反应器中烯烃的存在可以帮助增加由反应产生的烃链的长度。

US6,331,573描述用于通过两阶段费-托反应从合成气生产液体燃料的整合方法，其中第一阶段使用其中链增长的可能性为低至中度的条件，并且产物包含相对高比例的C₂-C₈烯烃和低数量的C₃₀₊蜡，所述产物被进料到第二阶段，其中链增长的可能性是相对高的，并且其中轻烯烃和较重的烯烃竞争链引发。大部分的链在C₂-C₈烯烃下被引发，并且第二阶段产生在C_5-12范围中的较大的馏分以及低数量的蜡。

US6,897,246描述费-托烃合成方法，其中富含C₂-C₉烯烃的流从在反应器中产生的烃产物流中被分离以形成轻的烯烃循环流，其中轻的烯烃循环流在其中H₂:CO摩尔比相对低于剩下的反应器系统中的H₂:CO比的点被循环至反应器系统。

US2002/0120018涉及用于通过从天然气中移除较重的烃、使甲烷转化成合成气来提高从天然气资源中的烃循环率的整合方法，所述合成气然后经受烃合成、优选地费-托合成。产生的烃被分离成C_1-4馏分、通常包含C_5-20烃的馏分和通常包含C₂₀₊烃的馏分。

US2004/0074810涉及根据费-托法生产在煤油/柴油沸程中的烃，其中：(1)来自费-托合成反应器的烃被加氢裂化/加氢异构化；(2)把烃分离成在煤油/柴油沸程以下沸腾的一种或更多种轻馏分、在煤油/柴油沸程中沸腾的一种或更多种馏分以及在煤油/柴油沸程以上沸腾的重馏分；(3)使重馏分的主要部分经受加氢裂化/加氢异构化；(4)把来自(3)的产物流分离成在煤油/柴油沸程以下沸腾的一种或更多种轻馏分、在煤油/柴油沸程中沸腾的一种或更多种馏分以及在煤油/柴油沸程以上沸腾的重馏分；以及(5)按(1)或(3)的加氢裂化/异构化方法使来自(4)的重馏分的主要部分加氢裂化/加氢异构化。