[发明专利]一种以煤和炼厂干气为原料制α-烯烃的方法

说明书

本发明涉及一种以煤和炼厂干气为原料制α‑烯烃的方法，其中，该方法包括以下步骤：1)将粉煤与水制成水煤浆；2)将所述水煤浆与氧气发生高温气化反应制得煤气化粗合成气；3)将所述煤气化粗合成气进行净化，得到净化合成气和二氧化碳气体；4)使所述净化合成气在产α‑烯烃为主的条件下发生费托合成反应，并将所得混合物进行分离，得到含α‑烯烃的物流以及二氧化碳和甲烷；5)将炼厂干气进行分离，分离出其中的甲烷；6)将步骤3)和/或步骤4)所得的二氧化碳以及步骤5)所得的甲烷或者步骤4)和步骤5)所得的甲烷进行甲烷干重整反应。本发明提供的以煤和炼厂干气为原料制烯烃的方法，可以减少温室气体排放，显著提高整体工艺的资源、能源利用率。

技术领域

本发明涉及一种以煤和炼厂干气为原料制α-烯烃的方法。

背景技术

直链α-烯烃是一种重要的有机原料和中间体，广泛用于生产共聚单体、润滑油基础油、表面活性剂、聚烯烃树脂、增塑剂、染料、药物制剂等。南非Sasol公司已建成一套从费托(F-T)合成产品(富含α-烯烃)中分离1-戊烯、1-己烯的生产装置并成功投产，该工艺最大优点是以煤为原料，把1-戊烯、1-己烯作为副产物回收，工业化生产成本低，获得较高收益。

目前生产α-烯烃的应用最广泛的方法是烯烃齐聚法，但该方法生产成本过高，而且不能生产同样具有市场价值的碳数为奇数的线性α-烯烃。南非Sasol公司从高温F-T费托合成技术从粗产物中抽提线性1-己烯的成本还不到Philips公司采用乙烯三聚法生产的三分之一，同时基于F-T合成产物ASF分布规律，高温F-T合成也可得到奇数碳数的1-戊烯和1-庚烯等高附加值产品。因此，从费托合成产物中分离得到α-烯烃具有重要的商业价值。

我国能源呈富煤、多天然气、缺油的资源分布局面，通过F-T合成将煤基或天然气间接转化为洁净、高效液体燃料是合理利用资源的重要方面，可以缓解我国石油供需矛盾的主要技术途径。近年来我国煤化工领域煤经甲醇制α-烯烃迅速崛起，而煤经合成气直接制α-烯烃(FTO工艺)是另一种煤制α-烯烃工艺。该制造工艺首先将煤或天然气转化为合成气(CO和H₂)，再经过F-T合成直接制得α-烯烃的过程。使用FTO工艺制备α-烯烃的工艺流程见图1，其主要问题在于：1.能耗高、碳原子利用率低；2.二氧化碳排放量是传统石油路线的5～6倍；3.由于费托合成产品分布受Anderson-Schulz-Flory规律(链增长依指数递减的摩尔分布)的限制，且受制于反应强放热性导致的大量甲烷、二氧化碳生成，FTO工艺整体能效偏低，严重影响FTO工艺的工业化进程。FTO工艺大量的冷却用水和外排污水使使水耗居高不下。因此，需要优化FTO工艺、选择一种能效高、减排温室气体的系统。

炼厂副产的干气主要有催化裂化干气、焦化干气、重整干气、加氢裂化干气以及常减压装置的不凝气等，主要成分包括H₂(30-50％)、甲烷(20-40％)、CO(0.5-5％)、N₂(7-15％)、CO₂(1-7％)、烃类(15-30％)等。但目前炼厂干气通常都送入瓦斯管网作燃料气用，有些甚至放入火炬烧掉，是资源的浪费。目前煤气化为基础的煤化工工艺和以产合成气、制氢为基础的甲烷干重整工艺(DRM工艺)是相互独立的，考虑到费托合成和甲烷干重整工艺产物的共生关系和日益严苛的煤化工生产入门门槛，煤化工必须综合考虑降低能耗、提高能源利用率与控制污染等多方面的问题。

目前，尚没有将甲烷干重整与费托合成进行联供生产α-烯烃的相关发明。

发明内容

为了克服上述缺陷，本发明提供一种以煤和炼厂干气为原料制α-烯烃的方法，使用本发明提供的方法制备α-烯烃，具有温室气体排放量少且系统能效高的优点。

为了实现上述目的，本发明提供一种以煤和炼厂干气为原料制α-烯烃的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

1)将粉煤与水制成水煤浆；