[发明专利]用于合成气制备烯烃的方法

说明书

本发明涉及一种用于合成气制备烯烃的方法，主要解决现有煤化工技术中生产烯烃过程中催化剂结焦快、再生周期短、烯烃收率低的问题。本发明通过包括如下步骤：合成气物流经反应区反应得到产品物流；产品物流经脱碳区分离为主要含二氧化碳的物流Ⅰ和脱碳物流；脱碳物流经脱氢区分离为主要含一氧化碳、氢气的物流Ⅱ和混合烃物流；上述含二氧化碳的物流Ⅰ至少部分循环回反应区；上述含一氧化碳、氢气的物流Ⅱ至少部分循环回反应区的技术方案较好地解决了上述问题，可用于低碳烯烃产品生产中，具有催化剂结焦慢、再生周期长、烯烃收率高的优点。

技术领域

本发明涉及一种用于合成气制备烯烃的方法，特别是一种合成气一步法制备烯烃的方法。

技术背景

烯烃，特别是乙烯、丙烯和丁烯是一种需求量很大的基本有机化工原料，主要来自于石油加工过程。随着石油资源的日益匾乏，发展由煤或天然气等非石油资源制备丙烯的技术越来越引起国内外的重视。由甲醇为原料制取烯烃是最有希望取代石油路线的新型工艺。煤或天然气制合成气，再由合成气制取甲醇和二甲醚是成熟的工艺技术。因此，从甲醇制备烯烃是煤制烯烃路线的关键技术。

当前成熟的煤制烯烃技术路线，包括煤气化、合成气净化、甲醇合成及甲醇制烯烃四项核心技术。煤制烯烃首先将煤气化制成合成气；接着将合成气变换；然后将转换后的合成气净化；最后将净化合成气制成粗甲醇并精馏，最终产出合格的甲醇。煤制烯烃主要面问题主要有：技术路线长，设备数量多，装置投资大，原材料及能耗大，水耗高。随着技术的进步和研究的深入，煤制合成气，然后通过合成气一步法制取烯烃的技术取得的很大的进步，虽然距离工业化还有一定的差距。

CN 102666441 A公布了从合成气体生产低级烯烃使用的负载型铁基催化剂，通过例如费-托(Fischer-Tropsch)工艺从包括一氧化碳和氢气的原料流生产低级烯烃的方法，反应温度高于270℃且不过500℃的温度下进行，催化剂组合物含铁颗粒具有低于20m优选地低于10nm的平均粒度。

CN 102971277 A公布了由合成气生产轻质烯烃使用铁基催化剂，在250～350℃的温度范围和10～40巴(bar)的压力范围内使合成气与铁基催化剂接触的步骤制备轻质烯烃如C_2～4烯烃的方法。合成气的H2：CO的摩尔比在1.5～2.5的范围。

CN 103664447 A公布了一种合成气制烯烃的方法催化剂的组成，以摩尔比为0.8～2.2的CO与H₂混合气为原料，在反应温度250～350℃，反应压力0.5～2.5MPa，体积空速1000～4000小时^-1的条件下，与催化剂接触反应生成烯烃，其中催化剂以重量份数计包括以下组分：1～20份选自ZSM-5或β沸石中一种的壳和80～99份的内核。

从现有技术看，目前制备烯烃工业化技术路线比较长，设计技术种类较多，投资较大，人力物力消耗大，而且能耗较大，还需要消耗大量水，制备低碳烯烃的成本相应较高。

从目前已经公布的专利看，大多关注于催化剂生产制备过程以及催化剂的组成，还没有关注于合成气制备烯烃反应及分离工艺，本发明提出了一种合成气制备烯烃的方法，有针对性的解决了该问题。

发明内容

本发明所要解决现有煤化工技术中生产烯烃过程中催化剂结焦快、再生周期短、烯烃收率低的问题。提出了一种合成气制备烯烃的方法，该方法用于烯烃的生产中，具有催化剂结焦慢、再生周期长、烯烃收率高的优点。

为解决上述问题，本发明采用的技术方案如下：一种用于合成气制备烯烃的方法，包括如下步骤：合成气物流经反应区反应得到产品物流；产品物流经脱碳区分离为主要含二氧化碳的物流Ⅰ和脱碳物流；脱碳物流经脱氢区分离为主要含一氧化碳、氢气的物流Ⅱ和混合烃物流；上述含二氧化碳的物流Ⅰ至少部分循环回反应区；上述含一氧化碳、氢气的物流Ⅱ至少部分循环回反应区。

本发明的技术方案中，所述物流Ⅰ至少10％循环回反应区；优选至少20％循环回反应区；更优选至少30％循环回反应区。