[发明专利]由合成气制烃工艺的起动方法

说明书

技术领域

本发明提供了由通常由烃质进料提供的合成气制备通常为气态、通常为液态和任选固态的烃的稳态催化工艺(例如费-托工艺)的起动方法。特别地，本发明提供由天然气或伴生气特别是在远程位置以及离岸平台制备烃(特别是通常为液态的烃)的一体化的低成本工艺的起动方法。本发明进一步提供了使用所述方法由合成气制备通常为气态、通常为液态和任选通常为固态的烃的工艺。 

背景技术

已知有很多文件描述了(气态)烃质进料(特别是甲烷、天然气和/或伴生气)催化转化为液态产物(特别是甲醇和液态烃，特别是链烷烃)的工艺。在这一方面，通常提及远程位置和/或离岸位置，在那里不可能直接应用气体。气体的运输(例如通过管线或以液态天然气的形式)并不总是实际的。在相对较小的气体生产率和/或气田情况下更是这样。气体的回注会增加石油开采的成本，和在伴生气的情况下，会导致对原油开采的不利影响。由于烃来源的贫乏和空气污染，伴生气的燃烧就成为不希望的选择。 

费-托工艺可以用于将烃质原料转化为液态和/或固态烃。通常，在第一步中，原料(例如天然气、伴生气和/或煤层甲烷、煤、生物质以及残余(粗)油馏分)转化为氢气和一氧化碳的混合物(该混合物通常称作合成气体或合成气)。然后将该合成气进料到反应器中，在其中在一个或多个步骤中经适合的催化剂在高温和高压下转化为范围为甲烷到包含最多200个或者在特殊情况下甚至更多的碳原子的高分子量化合物的链烷烃化合物。 

已经开发了多种反应器系统用于实施费-托反应。例如，费-托反应。例如，费-托反 应器系统包括固定床反应器(特别是多管固定床反应器)、流化床反应器(例如夹带流化床反应器和固定流化床反应器)和浆液床反应器(例如三相浆液鼓泡塔和沸腾床反应器)。 

费-托反应是极其放热且温度敏感的，因此需要仔细的温度控制来实现最佳操作条件和所需的烃产物选择性。事实上，反应器各处的紧密温度控制和操作是主要目标。 

这种工艺的起动将涉及新的或再生的催化剂材料。然而，新的或再生的催化剂材料通常比其在反应条件下已经达到稳态活性时更具活性。在例如费-托反应的化学反应中，如上所述其是极其放热且温度敏感的，在反应器起动时催化剂的高活性水平是极为重要的。在费-托反应中，较高的活性可能容易地导致过度转化，例如由于合成气中氢气与二氧化碳之比降低导致的较高的水产量或催化剂的碳酸盐化，其会导致不希望的催化剂失活。 

因此需要使用初始更高活性的新的催化剂材料直至反应过程达到稳态的途径。在现有技术中，费-托反应的起动通常是在比反应器的稳态温度和/或压力更低的温度和/或压力下进行的，以防止过度转化和不希望的效果。 

例如在US2904576中公开了用于使用流态化铁催化剂由合成气合成烃的工艺的起动过程。通过在相对较低的压力(即不超过5个大气压)和低的空速下使催化剂与合成气接触来调节催化剂的初始活性。随着催化剂活性的降低，压力和空速逐渐增大，直至达到实现烃合成反应的压力和空速。 

在WO2005/026292和WO2005/026293中，公开了在浆液鼓泡塔中起动烃合成工艺的方法。该起动方法包括将催化剂颗粒进料到转化反应器中的特别程序。在进料过程结束时，将反应器保持在150-220℃范围内的温度和1-10巴范围内的压力下，和连续进料惰性气体以防止催化剂沉降。在调节阶段过程中，使温度达到适合调节的数值，逐渐用合成气取代惰性气体直至浓度在5-50体积％范围内，和将该浓度保持24-72小时。然后，逐渐升高压力和温度直至稳定状态数值，和将 惰性气体的浓度逐渐降低至0。 

在起动过程中反应温度的降低会不利地降低在起动过程中烃合成反应器的冷却水系统中产生的蒸汽的质量，特别是蒸汽的压力。低质量的蒸汽不能用于帮助对一个或多个其它反应或工艺提供起动能量或动力，或者作为其原料，或者两者。因此，需要使催化转化反应器在其处于适合制备质量足以能够用于该工艺的其它部分或该工艺中包括的其它(优选一体化的)装置或单元的蒸汽的温度之前的起动时间最小化。 

在与共用循环系统相连的几个串连或并联的烃合成反应器的工艺序列中，起动过程中降低压力是不利的。如果需要起动一个或多个反应器而其它反应器在稳态条件下操作，则不希望在降低的压力条件下起动。 

发明内容

现已发现新的起动方法克服了上述缺点。 

因此，本发明提供了由合成气制备通常为气态、通常为液态和任选通常为固态的烃的稳态工艺的起动方法，该方法包括以下步骤： 

(i)提供合成气；和