[发明专利]一种合成气合成混合醇的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种合成气合成混合醇的方法，具体的说，涉及一种利用超重力反应器在超重力环境和催化剂作用下进行合成混合醇反应的方法。

背景技术

费托合成(Fischer-Tropsch process)，又称F-T合成，是以合成气(CO，CO₂和H₂的混合气体)为原料在催化剂和适当条件下合成以石蜡烃为主的液体燃料工艺过程。传统的费托合成产物主要为直链烷烃、烯烃、芳烃和醛醇，以及副产水和二氧化碳，产物组成复杂，选择性较差，轻质液体烃少。在使用特定催化剂在一定反应条件下可以主要合成混合醇产品。

费托合成反应已有80余年历史，现在拥有较大规模费托合成生产能力的有Sasol，PetroSA，Shell和Oryx公司等。近年来，随着石油资源的逐渐耗竭以及世界范围内对新能源和资源需求的不断攀升，通过费托合成反应制备液体燃料或高附加值化学品的途径已经获得广泛认可。费托合成反应的反应物，即合成气，可由煤炭，天然气，生物质经气化或重整等过程转化而来。费托合成产物的链增长服从聚合机理，产物的选择性遵循Anderson-Schultz-Flory分布。自20世纪初，尤其是70年代的石油危机以来，世界各国在由合成气合成混合醇工艺的研究方面做了大量的工作，开发出了多种合成低碳混合醇的工艺体系。采用不同类型的反应器，如固定床，流化床或浆态床，对费托合成合成混合醇的产物选择性影响有限。

超重力分离技术最早是由英国帝国化学工业公司(ICI)提出的，在地球上通过旋转产生加速度大于9.8m/s²的模拟超重力环境而加以实现，被称为Higee(High“g”，g为地球加速度，＝9.8m/s²)技术，国内译为超重力技术。。EP0023745A3提出超重力旋转床可以用于吸收，解吸，蒸馏等过程。中国专利CN1064338A，CN1116146A，CN1116185A突破超重力分离技术局限性，创新性地提出超重力反应技术，成功实现了将超重力旋转床应用于工业规模的油田注水脱氧过程和超细碳酸钙的制备。中国专利CN1507940A，CN1895766A提出在超重力反应器中进行烃类催化反应并公开了在超重力反应器中进行烃类全加氢和部分加氢的方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用超重力反应器进行合成混合醇的反应，将各种来源的合成气在超重力环境和催化剂的共同作用下高效合成混合醇的方法，具体的说，就是提供一种利用超重力反应器选择性强化混合醇合成反应过程，显著提高混合醇产品选择性的方法。

费-托合成工艺过程是先将煤，天然气，煤层气及生物质为原料转化制得的粗合成气经脱硫、脱氧净化后，依据采用的费-托合成反应器，经水煤气变换反应调整H₂/CO比合适的合成气进入反应器合成各种烃类。

混合醇合成催化剂经历了许多改进.以改善不同催化剂组成的特性.以提高单程转化率、成醇收率和产品的选择性。但是。却没有一种催化剂非常好地适合于每一种混合醇合成工艺设计。总体来看，所开发的催化剂体系催化活性仍低、反应条件苛刻、产品分布不良且后分离困难.制约了混合醇合成的商业化。通常，混合醇合成反应在具有加氢作用的催化剂上进行，使C-O键断裂和CO插入。工艺工程的设计对于有效去除反应热和提高醇的产率也是重要的，因此，对于经合成气制混合醇的催化工艺，目前的重点集中在对催化剂研发和反应器的革新。

通常的混合醇工艺流程为：首先将煤气化，经净化脱硫获得组成合适的合成气，然后在中压下催化合成为混合醇及部分水。最近关于双段床和浆态床反应器的研究报道表明，其可在一定程度上克服固定床反应器的不足，改善合成性能。双段床反应器通过适当的床层组合获得合适的转化率和选择性，为进一步分离获取高附加值的化学品提供保证。浆态床反应器具有高传热速率，便于温度控制和防止催化剂的烧结和失活。

由于超重力反应器具有如下优势：

强化传质。以上反应的反应物和生成物与催化剂之间的传质过程在超重力作用下得到强化，有效减少或消除了扩散过程对上述反应的影响，使生成的产物得以迅速离开反应环境，提高目标产物选择性及产率，有效抑制催化剂积碳失活，并促使反应物加快向产物方向移动，从而提高反应效率。