[发明专利]在反应塔中由合成气制备烯烃的方法

说明书

本发明涉及一种在反应塔中在至少一种费-托(Fischer-Tropsch)催化剂 存在下由合成气合成烯烃的方法。

由合成气，即一氧化碳和氢气的混合物，制备烃已被深入研究数十年。 这类反应通常被称为费-托合成。该反应通常使用的催化剂通常包含周期表 VIIIB族的金属，特别是Fe、Co、Ni和/或Ru作为催化活性金属(例如v.d. Laan等人，Catal.Rev.-Sci.Eng.，41，255(1999))。

尽管至今已进行了深入的研究活动，但仍需要进一步最优化费-托方 法。众所周知，产物组合物，其组分可在从甲烷到高级链烷烃、高级链烯 烃等直到脂肪族醇的范围内变化，可因选择的反应条件、催化剂等不同而 改变。此外，费-托方法的放热性使处理，特别是控制反应变得困难。

如果要制备富含烯烃、优选α-烯烃的烃，则使用的催化剂一般是包含 镍、钴、铁或钌，特别是铁，铁和钴，铁/钴尖晶石或钴/锰尖晶石的那些， 以及铜助催化的钴催化剂。

GB 1 512 743、GB 1 553 361、GB 1 553 362和GB 1 553 363描述了由 合成气在250～350℃和10～30巴下合成不饱和烃的催化方法。这里使用的 催化剂包含

(a)一种或多种周期表IVB族“难以还原”的金属氧化物类或周期表V或 VII族过渡金属的低级氧化物类氧化物，以及

(b)一种或多种周期表VIII族金属。

这些催化剂可进一步包含碱金属(周期表1A族)、氧化锰或氧化锌作为 助催化剂。

US 4,199,523公开了一种包含至少60％铁的费-托催化剂。此外，该催 化剂可包含助催化剂如铜、银或碱金属和/或其它添加剂如氧化锌、氧化锰、 氧化铈、氧化钒以及氧化铬。

在US 4,418,155中，Chang等人描述了一种将合成气转化为富含线性 α-烯烃的烃的方法，通过在约260～345℃使合成气与包含其上沉积有金属 如铁、钴或钌的ZSM-5型沸石的催化剂接触进行。

此外，US 5,100,856描述了铜/钾助催化的铁/锌催化剂，其在由一氧化 碳和氢气合成α-烯烃时显示出改进的活性、选择性和稳定性。

同样已知的是在费-托方法中形成的烃的组成可受使用的催化剂、反应 器类型以及反应条件的选择的严重影响。

WO 02/092216描述了例如在被分成多个反应室的反应器中在整体催 化剂载体上的费-托方法，在所述反应室中发生化学反应和产物的物理分 离。从各个室排放的产物流根据它们的组成而不同。例如，在此情况下从 反应器分开排出汽油、煤油和柴油。

尽管迄今为止已经实现了改进，但仍需要工业上操作的用于合成具有 4～20个碳原子的烯烃的费-托设备的改进。

本发明的目的是提供一种由合成气合成烯烃，特别是α-烯烃的方法。

本发明的目的通过在反应塔中在至少一种费-托催化剂存在下由合成 气合成烯烃的方法实现，其中在反应塔的A区之下将合成气引入反应塔中 并且烯烃在合成气供入处之下排出。

本发明的方法中使用的反应塔包括至少一个顶部区、A区和底部区。 顶部区、A区和底部区按所述顺序从上向下排列在反应塔中。A区包括至 少一个反应区和蒸馏区。合成气在A区之下但底部区之上引入并且烯烃从 合成气供入处之下排出。

费-托催化剂位于反应区并且费-托合成在那里发生。

在费-托合成中形成的产物的分馏在蒸馏区发生。

然而，还可有化学反应区和物理分离(分馏)区并不空间上分开的情况。 在此情况下，存在组合区。因此，组合区就是组合的反应和蒸馏区。