[发明专利]一种费托-齐聚耦合催化转化富烯烃合成气制备液体烃类的方法

说明书

本发明提供一种费托‑齐聚耦合催化转化富烯烃合成气制备液体烃类的方法。其包括如下步骤：将原料气通入装载有复合催化剂的固定床反应器内进行费托‑齐聚耦合催化反应，产生包含液体烃类和水的液体混合物，静置分层得上层油状物即液体烃类；所述的复合催化剂为费托催化剂和齐聚催化剂的耦合催化剂。本发明可实现CO和烯烃共同转化为碳分布相对集中、异构烯烃为主要成分的高级液体烃类，具有转化条件温和、工艺集中简便，碳利用率高，产物选择性强及附加值高等特点。

技术领域：

本发明属于富烯烃合成气催化转化制备烃类技术领域，具体涉及一种费托-齐聚耦合催化转化富烯烃合成气制备液体烃类的方法。

背景技术：

世界范围内燃料的生产主要来源于石油的精炼过程。随着全球石油价格逐步攀升、石油资源的大量消耗和环保问题(温室效应和排放污染物，如浮碳、碳氢化合物、一氧化碳、氮氧化合物、硫化物等)的日益重视，发展非石化的可再生能源工艺受到广泛关注。目前，生物质资源由于其洁净、储量丰富和可再生等特点，是唯一可直接转化为液体燃料和高附加值化学品的碳质资源，被认为是替代化石资源的最佳选择之一。

以生物质为原料制备液体燃料(BTL)的方法主要有生物质费托合成技术、油脂加氢处理技术、生物质热解和生物转化法。其中，生物质基费托合成是最适合商业化的可再生能源利用途径。该路径的关键在于合成气(H₂、CO)的制备和转化，其中包括生物质气化、净化压缩、费托合成和裂解等过程。但由于生物质中含有钠、钾和其他碱金属元素，气化过程中容易生成渣淳和污垢，污染设备。气化过程氧气的引入也增大了产物中N₂、CO₂等杂质气体的含量，同时降低了合成气的氢碳比，不利于合成气的转化效率和费托合成过程。

生物油是由木质纤维素型生物质通过快速热裂解液化过程产生的有机液体混合物。与生物质相比，具有易收集、易存储和易运输等方面的优势，采用生物油制化工产品有利于解决实际生物质利用过程中遇到的生物质分散性、不便存储和长途运输等问题。近年来，生物油的催化裂解由于其不需要消耗氢气，价格低廉，反应不需要高压，且可借鉴石油催化裂解的成熟经验等特点得到普遍的关注。一般来说，生物油在常压下可通过Ni/La/HZSM-5分子筛催化剂等催化裂解产生15％～30％(体积分数)的C_2-4低碳烯烃和30％～40％(体积分数)的合成气。其中烯烃可通过烯烃齐聚合成液体燃料，其产物分布不受ASF分布限制；而其中的CO，H₂有效组分则可通过费托合成转化为宽碳数分布的烃类。但费托合成的产物受ASF分布限制且主要以直链烃为主，不利于提高燃料的辛烷值。总的来说，生物油催化裂解气体产物中含有两种有效组分，一类是低碳烯烃，另一类是氢气和一氧化碳。

发明内容：

本发明的目的是提供一种费托-齐聚耦合催化转化富烯烃合成气制备液体烃类的方法，本发明可实现CO和烯烃共同转化为碳分布相对集中、异构烯烃为主要成分的高级液体烃类，具有转化条件温和、工艺集中简便，碳利用率高，产物选择性强及附加值高等特点。

本发明的目的是提供了一种费托-齐聚耦合催化转化富烯烃合成气制备液体烃类的方法，包括如下步骤：

将原料气通入装载有复合催化剂的固定床反应器内进行费托-齐聚耦合催化反应，产生包含液体烃类和水的液体混合物，静置分层得上层油相即液体烃类；

所述的复合催化剂为费托催化剂和齐聚催化剂的耦合催化剂。

上述制备液体烃类的方法，其具体步骤如下：

(1)将复合催化剂装填于固定床反应器内，室温下置换合成气直至固定床反应器内空气被合成气置换完全后，常压通入合成气，同时固定床反应器升温至300℃～400℃，并恒温12h直至费托催化剂充分还原；