[发明专利]一种基于浆态床反应器的合成气直接制烯烃的方法及设备

说明书

本发明提供了一种基于浆态床反应器的合成气直接制烯烃的方法和设备，该方法包括：步骤(1)：提供原料合成气；步骤(2)：该原料合成气在浆态床反应器中发生催化反应，生成气相产物；步骤(3)：通过冷凝得到重质烃物流、轻质烃物流和合成尾气物流；步骤(4)：进行增压压缩以得到增压后的合成尾气物流和级间冷凝物；步骤(5)：进行水洗以去除含氧化合物，再进行脱碳处理，得到脱碳富液物流和脱碳净化气物流；步骤(6)：进行油洗以得到富烃物流和净化尾气物流；步骤(7)：进行解析，以得到粗烯烃产品和含油废水；步骤(8)：将循环合成气循环到步骤(1)。

技术领域

本发明涉及源自煤、天然气、重油/渣油等含碳资源的综合利用的领域，更具体来说提供了一种基于浆态床反应器的合成气直接制烯烃的方法及设备。

背景技术

α-烯烃是通式为RCH＝CH₂的端烯烃，称为直链α-烯烃(LAO)。α-烯烃是近30年来发展较为迅速的一种重要的有机化工原料，α-烯烃作为共聚单体、表面活性剂合成中间体、增塑剂醇、合成润滑油和油品添加剂等广泛应用于许多领域，是石油化工的重要原料。其中C₆～C₁₀的偶数线性α-烯烃，特别是1-己烯、1-辛烯和1-癸烯，因其特殊且广泛的用途和生产技术难度高更是供不应求。

α-烯烃的生产工艺按其原料的不同可分为石蜡裂解法、乙烯齐聚法、费托合成法和植物油法等。蜡裂解法因原料短缺、产品质量较差已被淘汰。乙烯齐聚法是生产α-烯烃的主要方法，由乙烯催化齐聚得到C₄～C₂₀₊线性产品，利用该法生产的α-烯烃量占整个α-烯烃生产总量的94.1％，但乙烯齐聚法所用催化剂制备复杂价格昂贵并且副产物易堵塞管道。植物油法则是通过植物油加氢得到脂肪醇，脂肪醇再经脱水获得α-烯烃，其产品纯度很高，但由于价格昂贵使其应用受限。本领域迫切希望开发一种新的α-烯烃的生产工艺，从而能够使用供应充足且低成本的含碳资源作为原料，以廉价而简便的步骤和设备生产高纯度、高选择性、高质量的α-烯烃。

发明人基于特别开发的一种合成气直接制烯烃(FTO)技术，开发了本发明，本发明的技术方案可以利用源自廉价的煤炭、天然气、重油或渣油等碳质资源的合成气作为原料，拥有工艺条件温和、烯烃选择性高、流程短、能耗低、总体传质效果好、整体反应温度控制精准等优势。本发明的主要产物为烯烃，副产物为醇、醛和直链饱和烷烃，总烯烃选择性高达80％以上，所得烯烃几乎皆为附加值更高的高碳直链α-烯烃，产品更加清洁，具有无芳烃、无硫等特点，产品市场发展前景广阔。

发明内容

本发明的第一个方面提供了一种基于浆态床反应器的合成气直接制烯烃的方法，该方法包括：步骤(1)：提供原料合成气，该原料合成气包含新鲜合成气和任选的循环合成气；步骤(2)：该原料合成气在浆态床反应器中发生催化反应，生成气相产物，所述气相产物至少包含多种烃类以及残余合成气；步骤(3)：对所述气相产物进行冷凝，从所述气相产物的物流中分离出重质烃物流、轻质烃物流和合成尾气物流；步骤(4)：从步骤(3)中得到的所述合成尾气物流进行增压压缩，得到增压后的合成尾气物流和级间冷凝物；步骤(5)：对步骤(4)中得到的所述增压后的合成尾气物流进行水洗以去除含氧化合物，再对水洗后的合成尾气物流进行脱碳处理，得到脱碳富液物流和脱碳净化合成尾气物流；步骤(6)：对步骤(5)中得到的所述脱碳净化合成尾气物流进行油洗，以得到富油洗剂物流和净化合成尾气物流；步骤(7)：对步骤(6)中得到的所述富油洗剂物流进行解析，以得到粗烯烃产品和含油废水；以及步骤(8)：将步骤(6)得到的净化合成尾气物流作为循环合成气循环到步骤(1)，作为原料合成气的一部分。

根据该第一方面的一个实施方式，在步骤(1)中，所述新鲜合成气源自：以煤为原料制备的煤制合成气、以天然气为原料通过水蒸气转化法或部分氧化法制备的合成气、以重油或渣油为原料通过部分氧化法制备的合成气、或者它们的混合物。

根据该第一方面的一个实施方式，在步骤(1)中提供的原料合成气中氢气和一氧化碳的摩尔比(氢碳比)为0.5～1.0。