[发明专利]使用双功能氧化铬/氧化锌-SAPO-34催化剂将合成气转化为烯烃的方法

说明书

一种用于制备C₂至C₃烯烃的方法，其包括：将具有大于0.5:1至小于5:1的氢气与一氧化碳的体积比的进料流引入反应器，和使所述进料流与双功能催化剂接触。所述双功能催化剂包括Cr/Zn氧化物甲醇合成组分，该组分具有大于1.0:1至小于2.15:1的Cr与Zn摩尔比；和SAPO‑34磷酸硅铝微孔结晶材料。所述反应器是在范围为350℃至450℃的温度以及范围为10巴(1.0MPa)至60巴(6.0MPa)的压力下操作。所述方法具有大于15kg C₂至C₃烯烃/kg催化剂的C₂至C₃烯烃累积生产率。

相关申请的交叉引用

本申请要求2016年12月22日提交的美国临时专利申请系列号62/438,035的优先权，其以全文引用的方式并入本文中。

技术领域

本公开涉及由含碳进料流生产烯烃的领域。更具体地说，本公开涉及在双功能催化剂存在下由含有氢气和一氧化碳的进料流生产包含C₂和C₃烯烃的产物混合物。

背景技术

对于许多工业应用，理想的起始材料是低级烯烃，特别是包含C₂、C₃或其组合的烯烃，然后可将其转化为工业上所需的材料，如用于生产塑料、燃料和各种下游化学品。已经开发了各种生产这些的方法，包括链烷烃的石油裂解和各种合成方法。

举例来说，已经开发了一些将合成气(合成气)进料转化为烯烃的工业方法；其中之一是众所周知的费-托(FT)方法，其中可以与主要为较长链链烷烃一起生产烯烃混合物。遗憾的是，这种广泛的产物分布对于FT方法是典型的，并且通过合成气转化获得的对所需低级烯烃的选择性通常相对有限。响应于此，已经开发了FT方法的一些变化以增加对低级烯烃的选择性。

尽管在此领域进行了广泛的研究，但通常遇到的问题包括不可接受水平的副产物，例如甲醇、甲烷、C₂和C₃链烷烃和/或C₄₊产物，其需要昂贵的分离和再循环才能有效使用C₂和C₃烯烃用于其所需的目的。因此，本领域仍然需要有效生产C₂和C₃烯烃和具有减少量的甲醇、甲烷、C₂+C₃链烷烃和/或C₄和更高产物的方法-其仍然实现所需进料流转换水平。还希望可以使用各种进料流并仍然产生相同或非常相似的产物分布，其降低了对进料流纯度和/或进料流成本的要求。还希望所用的任何催化剂在加工条件下具有理想的长寿命。最后，希望这种方法最小化或不涉及生产例如甲醇、二甲醚(DME)或其它含氧化合物的中间产物流，然后需要将其单独转化为所需的烃产物，即C₂和/或C₃烯烃产物。

发明内容

根据一个实施例，一种用于制备C₂至C₃烯烃的方法，其包含：将进料流引入反应器，其中进料流包含氢气和一氧化碳气体，以使得氢气与一氧化碳的体积比范围为大于0.5:1至小于5:1；和在反应器中使进料流与双功能催化剂接触。双功能催化剂包含：(1)Cr/Zn氧化物甲醇合成组分，其Cr与Zn的摩尔比大于1.0:1至小于2.15:1，和(2)SAPO-34磷酸硅铝微孔结晶材料。反应器在以下反应条件下操作，所述反应条件包含：(a)反应器温度范围为350℃至450℃；和(b)压力范围为10巴(1.0MPa)至60巴(6.0MPa)。所述方法具有大于15kg C₂至C₃烯烃/kg催化剂的C₂至C₃烯烃的累积生产率。

另外的特征和优点将在下文的具体实施方式中加以阐述，并且将部分地由本领域的技术人员从所述描述而容易地清楚或通过实践本文所述的实施例(包括下文的具体实施方式、权利要求书以及附图)而认识到。