[发明专利]一种将低碳链烃直接转化为长碳链烃的方法

说明书

本发明公开一种将低碳链烃直接转化为长碳链烃的方法，将低碳链烃通入合成气中，一氧化碳与低碳链烃的摩尔比为16～260，在催化剂的作用下直接合成长碳链烃；所述催化剂包括活性组分和载体，活性组分为第Ⅷ族的过渡金属中的一种或几种，所述载体为氧化物、碳材料、分子筛中的一种或几种，催化剂中活性组分的含量为1～20％，这样就使得传统的费托合成过程中的从合成甲基到合成长碳链烃的过程转变为直接从低碳链烃合成为长碳链烃的过程，大大缩短了反应历程。并且产物具有良好的低碳链烃转化率、C5+烃类选择性和较低的甲烷选择性。有效缓解石油资源短缺问题。

技术领域

本发明属于石油化工行业催化领域，具体涉及一种将低碳链烃直接转化为长碳链烃的方法。

背景技术

随着全球石油资源短缺和环境污染问题越来越严重，寻找一种可替代石油的清洁能源受到了人们的日益重视，生物质能是可再生能源中唯一的天然碳源，具有广阔的发展前景。在生物质能的利用方面，美国和欧洲等发达国家已经取得的较为成熟的应用体系，但中国等发展中国家的生物质能应用技术还有待进一步提高。为了能够有效的缓解能源危机，除了寻求可再生能源，还应该对现有的能源结构进行优化，提高现有能源的利用效率。

费托合成就是一种可以使得煤、天然气和生物质等能源直接转化为清洁油品的关键技术之一。

费托合成(Fischer–Tropsch process)是在非均相催化剂和适当条件下，以合成气(CO和H₂)生产清洁烃燃料或化学品的工艺过程。在通常的费托合成反应中合成气主要衍生自非石油原料，例如天然气、煤或生物质；反应主产物为烷烃、烯烃，副产物为甲烷、少量的醇类和其它含氧烃。通常，具有CO加氢活性的元素均可以用作费托合成催化剂的活性组分，典型的费托合成反应催化剂主要以第Ⅷ族的过渡金属Fe、Co、Ni、Ru为活性组分，这些金属可以活化CO，并且活化能力适中。

传统的费托合成过程为将合成气通入费托合成催化剂来合成长碳链烃，只对合成气中的一氧化碳进行了链增长反应，资源利用率较低。

发明内容

为了解决上述存在的问题，缓解石油资源短缺以及生物质能利用体系的不完善的问题，本发明提供一种将低碳链烃直接制得长碳链烃的方法，将低碳链烃通入合成气，在催化剂的作用下，直接合成长碳链烃，这样就使得传统的费托合成过程的从合成甲基到合成长碳链烃的过程转变为直接从低碳链烃转变为长碳链烃的过程，大大缩短了反应历程。并且产物具有良好的低碳链烃转化率、C5+烃类选择性和较低的甲烷选择性。本发明不仅对一氧化碳进行了利用，还加入了低碳链烃。我国拥有大量丰富的低碳资源，而且炼油和化工工业也存在了大量的低碳链烃。本发明对这些资源加以利用，在一定程度上解决资源短缺和环境污染问题。

本发明技术方案如下：

一种将低碳链烃直接转化为长碳链烃的方法，将低碳链烃通入合成气中，一氧化碳与低碳链烃的摩尔比为16～260，在催化剂的作用下直接合成长碳链烃；所述催化剂包括活性组分和载体，活性组分为第Ⅷ族的过渡金属中的一种或几种，所述载体为氧化物、碳材料、分子筛中的一种或几种，催化剂中活性组分的含量(质量百分数)为1～20％。

优选活性组分为Fe、Co、Ni和Ru中的一种或几种。

优选催化剂中活性组分的含量为5～20％。

优选所述低碳链烃为甲烷、乙烷、乙烯、丙烷、丙烯、异丁烷、正丁烷、顺丁烯、反丁烯、异丁烯和正丁烯的一种或几种。

优选所述合成气的氢碳比为0.5～6，更进一步地，合成气的氢碳比为1～4。

优选将低碳链烃直接合成长碳链烃的反应温度为210～400℃，反应压力为0.1～3Mpa；反应空速1000～6000h^-1。

优选所述催化剂还包括助剂，助剂为Re、Ce、La、Sc、Pr、Li、Na、K、Cs中的一种或几种，催化剂中助剂的含量为大于0且小于30％。