[发明专利]一种合成气制取低碳烯烃的方法

说明书

本发明提供了一种合成气制取低碳烯烃的方法。方法为：使合成气在多功能催化剂的作用下发生费托合成‑裂解反应，反应温度为250‑400℃，反应压力为0‑5MPa，原料气总体积空速为1000‑10000h^‑1，再从反应产物中分离出低碳烯烃。多功能催化剂主要包含以下成分：按重量比计，Fe₂O₃10‑60％、MnO 0.5‑20％、K₂O 0.5‑10％和Al₂O₃ 10‑30％，其余为分子筛。本发明能够同时发生费托合成反应和裂解反应，解决了现有技术中低碳烯烃选择性低的问题，并且工艺操作灵活性高，可以根据乙烯、丙烯、丁烯的市场行情，在一定范围内合理调节产品分布，具有操作简单、增效明显的特点。

技术领域

本发明涉及化工技术领域，尤其是涉及一种合成气制取低碳烯烃的方法。

背景技术

烯烃是重要的化工原料，在国民经济中占有非常重要的地位，而乙烯、丙烯和丁烯等低碳烯烃是合成塑料、纤维等各类化工产品的基础原料。随着化学工业的发展，低碳烯烃的需求量愈来愈大。迄今为止，制取乙烯、丙烯等低碳烯烃的途径主要通过轻油裂解过程，随着全球范围内石油资源的日益枯竭，未来的能源结构势必发生转移。与石油资源相比，煤和天然气资源相对丰富，开发以煤和天然气为主的低碳烯烃生产工艺具有重要的意义。从合成气(可由天然气和煤转换得到)直接制取乙烯、丙烯技术的开发，不仅可减少对石油资源的依赖，而且对一些富煤缺油地区化学工业的发展有着重要意义。我国能源的特点是富煤、少气缺油，开发由煤/天然气经合成气转化为石油产品的过程，不但可以减少能源上对国外的依赖，而且对于解决燃煤引起的环境污染问题具有重要的意义。

合成气直接制烯烃一般采用费托反应(Fischer-Tropsch，FT)路线，费托反应是1923年由德国科学家Frans Fischer和Hans Tropsch发明的，该研究方向已经成为近期研究的热点之一。煤基合成气FT合成制油工艺已经在中国取得了工业化应用，但FT合成用于制烯烃，主要面临烯烃选择性的提高及产物分布的有效控制等问题。由于FT合成制烯烃是强放热反应，容易引起局部过热而促进甲烷化以及二氧化碳的生成和积碳的发生，降低总烯烃收率；此外，FT合成过程中烯烃作为一种中间产物，极易发生二次加氢反应转化为饱和烷烃，从而导致低碳烯烃的选择性较低。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的在于提供一种合成气制取低碳烯烃的方法，所述的方法能够同时发生费托合成反应和裂解反应，解决了现有技术中低碳烯烃选择性低的问题，并且工艺操作灵活性高，可以根据乙烯、丙烯、丁烯的市场行情，在一定范围内合理调节产品分布，具有操作简单、增效明显的特点。

为了实现以上目的，本发明提供了以下技术方案：

一种合成气制取低碳烯烃的方法，其特征在于，包括下列步骤：

使合成气在多功能催化剂的催化下发生费托合成-裂解反应，反应温度为250-400℃，反应压力为0-5MPa，原料气总体积空速为1000-10000h^-1，再从反应产物中分离出低碳烯烃；

所述多功能催化剂主要包含以下成分：按重量比计，

Fe₂O₃ 10-60％、MnO 0.5-20％、K₂O 0.5-10％和Al₂O₃ 10-30％，其余为分子筛。

本发明所用的多功能催化剂具有费托合成和催化裂化的双重功能，主要呈现以下特点：

1、催化剂中发挥活性的物质是金属单质或金属络合物和分子筛，使用前在合适的温度下进行还原。