一種生產(chǎn)低碳烯烴的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)低碳烯烴的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 低碳烯烴主要包括乙烯、丙烯、丁二烯，是最重要的基礎(chǔ)有機(jī)化工原料。乙烯可用 于生產(chǎn)高壓聚乙烯、低壓聚乙烯、線性低密度聚乙烯、聚氯乙烯、環(huán)氧乙烷、乙二醇、乙醇、苯 乙烯、乙醛、醋酸、α-烯烴、聚乙烯醇、乙丙橡膠等產(chǎn)品。丙烯可用于生產(chǎn)聚丙烯、丙烯腈、苯 酚、丙酮、丁醇、辛醇、異丙醇、丙烯酸及其脂類、環(huán)氧丙烷、環(huán)氧氯丙烷、丙綸等產(chǎn)品。丁二烯 可用于生產(chǎn)順丁橡膠、丁苯橡膠、丁基橡膠、氯丁橡膠、聚丁二烯、SBS樹(shù)脂、ABS樹(shù)脂等。以 低碳烯烴為原料生產(chǎn)的產(chǎn)品已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域，可推動(dòng)和促進(jìn)國(guó)民經(jīng) 濟(jì)的發(fā)展。
[0003] 目前，我國(guó)98%的乙烯以蒸汽裂解工藝生產(chǎn)。丙烯主要由蒸汽裂解工藝、煉油工 藝、ΜΤΟ(ΜΤΡ)、丙烷脫氫工藝生產(chǎn)，其中50%以上的丙烯主要是由蒸汽裂解工藝生產(chǎn)的。丁 二烯主要由蒸汽裂解工藝和丁烯氧化脫氫工藝生產(chǎn)，其中92%以上的丁二烯是由蒸汽裂解 工藝生產(chǎn)的。蒸汽裂解工藝生產(chǎn)乙烯的同時(shí)，能夠副產(chǎn)丙烯、丁烯、丁二烯、芳烴（苯、甲苯、 二甲苯），成為石油化學(xué)工業(yè)基礎(chǔ)原料的主要來(lái)源。因此，乙烯工業(yè)是衡量一個(gè)國(guó)家和地區(qū) 石油化工水平的標(biāo)志。
[0004] 蒸汽裂解工藝的原料主要來(lái)自油氣資源，而我國(guó)油氣資源少，原油依賴進(jìn)口，每年 進(jìn)口的原油為需求的一半以上。近年來(lái)，隨著中東地區(qū)乙烯工業(yè)的崛起和北美頁(yè)巖氣大規(guī) 模的開(kāi)發(fā)，中東和北美的乙烯工業(yè)以廉價(jià)的乙烷和丙烷為主，在國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)了原料廉 價(jià)的優(yōu)勢(shì)，勢(shì)必對(duì)我國(guó)乙烯和丙烯產(chǎn)業(yè)造成巨大的沖擊。我國(guó)煤炭資源豐富，通過(guò)煤和水 發(fā)生水煤氣反應(yīng)生成一氧化碳和氫氣，一氧化碳和氫氣通過(guò)不同的催化反應(yīng)能夠生成甲 醇、醋酸、汽油、柴油、液化石油氣（簡(jiǎn)稱LPG)、石腦油、天熱氣、蠟等，尤其我國(guó)以煤化工為 主的甲醇制烯烴（ΜΤ0)和甲醇制丙烯（ΜΤΡ)工業(yè)的蓬勃發(fā)展加劇了丙烯產(chǎn)業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)，以煤 間接制油技術(shù)（費(fèi)托合成技術(shù)）在我國(guó)中科院山西煤化所和南非沙索等公司得到了工業(yè)應(yīng) 用，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。而以輕烴或煤炭為主要資源生產(chǎn)低碳烯烴的產(chǎn)物主要以乙烯 或丙烯為主，而不產(chǎn)丁二烯和芳烴。目前國(guó)內(nèi)對(duì)低碳烯烴的需要巨大，如何克服在采用蒸汽 裂解制備低碳烯烴的工藝中油氣資源緊缺的缺陷并利用豐富的煤炭資源生產(chǎn)低碳烯烴是 我國(guó)目前迫切需要解決的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是為了克服采用現(xiàn)有的蒸汽裂解工藝制備低碳烯烴時(shí)需要以油氣 資源為裂解原料、資源匱乏的缺陷，而提供了一種不以油氣資源為起始原料且能夠獲得較 高的低碳烯烴收率的生產(chǎn)低碳烯烴的方法。
[0006] 本發(fā)明提供了一種生產(chǎn)低碳烯烴的方法，該方法包括以下步驟：
[0007] (1)將費(fèi)托合成反應(yīng)的水相產(chǎn)物進(jìn)行加氫脫氧反應(yīng)，使得所述水相產(chǎn)物中的有機(jī) 含氧化合物基本轉(zhuǎn)變?yōu)闊N，然后從所述加氫脫氧反應(yīng)的產(chǎn)物中分離出液化石油氣；
[0008] (2)將所述液化石油氣進(jìn)行蒸汽裂解反應(yīng)。
[0009] 本發(fā)明的發(fā)明人經(jīng)過(guò)深入研究后發(fā)現(xiàn)，費(fèi)托合成反應(yīng)的水相產(chǎn)物中含有少量的 醇、醛、酯、酮等有機(jī)含氧化合物，這些有機(jī)含氧化合物不僅會(huì)污染環(huán)境而不能直接排放，而 且會(huì)影響蒸汽裂解產(chǎn)物中低碳烯烴收率的提高。然而，將該水相產(chǎn)物進(jìn)行加氫脫氧反應(yīng)之 后，能夠?qū)⑵渲械挠袡C(jī)含氧化合物基本轉(zhuǎn)化烴，得到含有富含正構(gòu)烷烴的液化石油氣的加 氫脫氧反應(yīng)產(chǎn)物，進(jìn)而將該液化石油氣進(jìn)行蒸汽裂解反應(yīng)之后，能夠獲得較高的低碳烯烴 總收率，極具工業(yè)應(yīng)用前景。換句話說(shuō)，本發(fā)明巧妙地將費(fèi)托合成反應(yīng)與蒸汽裂解反應(yīng)相結(jié) 合，并引入加氫脫氧反應(yīng)的步驟，從而實(shí)現(xiàn)了不以油氣資源為起始原料（可以以豐富的煤 炭資源為起始原料）且能夠獲得較高的低碳烯烴收率的目的，為生產(chǎn)低碳烯烴開(kāi)辟了一條 新的途徑。
[0010] 本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的【具體實(shí)施方式】部分予以詳細(xì)說(shuō)明。
【具體實(shí)施方式】
[0011] 以下對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的具體 實(shí)施方式僅用于說(shuō)明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。
[0012] 本發(fā)明提供的生產(chǎn)低碳烯烴的方法包括以下步驟：
[0013] (1)將費(fèi)托合成反應(yīng)的水相產(chǎn)物進(jìn)行加氫脫氧反應(yīng)，使得所述水相產(chǎn)物中的有機(jī) 含氧化合物基本轉(zhuǎn)變?yōu)闊N，然后從所述加氫脫氧反應(yīng)的產(chǎn)物中分離出液化石油氣；
[0014] (2)將所述液化石油氣進(jìn)行蒸汽裂解反應(yīng)。
[0015] 通常來(lái)說(shuō)，所述費(fèi)托合成反應(yīng)的反應(yīng)產(chǎn)物包括固相產(chǎn)物、油相產(chǎn)物、水相產(chǎn)物和氣 相產(chǎn)物。從費(fèi)托合成反應(yīng)的產(chǎn)物中分離出水相產(chǎn)物的方法通常包括先將費(fèi)托合成反應(yīng)的非 氣態(tài)產(chǎn)物進(jìn)行固液分離，并將得到的液相產(chǎn)物進(jìn)行油水分離，具體操作為本領(lǐng)域技術(shù)人員 公知，在此不作贅述。
[0016] 所述液化石油氣的組分為本領(lǐng)域技術(shù)人員公知，在本發(fā)明中，所述液化石油氣是 指從所述加氫脫氧反應(yīng)產(chǎn)物中除去CO、H 2、C02和甲烷后剩余的產(chǎn)物。在實(shí)際操作過(guò)程中， 從所述加氫脫氧反應(yīng)產(chǎn)物中分離出液化石油氣的方法可以采用本領(lǐng)域常規(guī)的方法進(jìn)行，例 如，可以將所述加氫脫氧反應(yīng)產(chǎn)物通入現(xiàn)有的各種脫甲烷塔中進(jìn)行精制，所述脫甲烷塔的 具體結(jié)構(gòu)以及精制條件為本領(lǐng)域技術(shù)人員公知，在此不作贅述。
[0017] 所述費(fèi)托合成反應(yīng)通常需要在費(fèi)托合成催化劑的存在下進(jìn)行，所述費(fèi)托合成催化 劑的種類可以為本領(lǐng)域的常規(guī)選擇。例如，所述費(fèi)托合成催化劑包括第一載體以及負(fù)載在 所述第一載體上的第一活性組分，所述第一活性組分為W族過(guò)渡金屬組分，所述第一載體 選自金屬氧化物、分子篩和碳材料中的一種或多種。此外，以所述費(fèi)托合成催化劑的總重 量為基準(zhǔn)，所述費(fèi)托合成催化劑中第一載體的含量可以為65-92重量％，優(yōu)選為75-90重 量％ ;以氧化物計(jì)的所述第一活性組分的含量可以為8-35重量％，優(yōu)選為10-25重量％。
[0018] 具體地，所述W族過(guò)渡金屬組分的實(shí)例包括但不限于：鐵（Fe)、鈷（Co)、鎳（Ni)、 釕（Ru)、銠（Rh)、鈀（Pd)、鉬（Pt)等，特別優(yōu)選為鈷（Co)，這樣能夠使得到的費(fèi)托合成反應(yīng) 的水相產(chǎn)物更適用于生產(chǎn)低碳烯烴，從而獲得更高的低碳烯烴收率。此外，所述費(fèi)托合成催 化劑中的活性組分（即W族過(guò)渡金屬組分）通常以其氧化物的形式存在。
[0019] 在所述費(fèi)托合成催化劑載體中，所述金屬氧化物的實(shí)例包括但不限于：氧化鋁、氧 化硅、氧化鈦等中的一種或多種。所述分子篩的實(shí)例包括但不限于：ZSM、MCM等中的一種或 多種。所述碳材料的實(shí)例包括但不限于：活性炭、碳納米管、納米碳纖維、介孔炭分子篩等中 的一種或多種。
[0020] 此外，所述費(fèi)托合成催化劑中還可以含有稀土助劑。所述稀土助劑是在制備所述 費(fèi)托合成催化劑的過(guò)程中通過(guò)額外加入氯化稀土而形成的。在所述費(fèi)托合成催化劑中，所 述稀土助劑通常以稀土氧化物（RE 203)的形式存在。以所述費(fèi)托合成催化劑的干基重量為 基準(zhǔn)，以稀土元素計(jì)的所述稀土助劑的含量可以為0. 5-5重量％。其中，所述稀土助劑中的 稀土元素是指費(fèi)托合成催化劑領(lǐng)域中涉及的各種常規(guī)的稀土元素，例如可以為鑭、鈰、鐠、 釹、钷、釤、銪等中的一種或多種。
[0021] 所述費(fèi)托合成催化劑可以按照本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的各種方法制備得到，例如， 可以采用浸漬法制備得到。具體地，將所述第一載體浸漬在含有第一活性組分的化合物以 及選擇性含有氯化稀土的溶液中，然后再進(jìn)行干燥和焙燒。其中，所述第一活性組分的化合 物應(yīng)該根據(jù)需要得到的第一活性組分的種類進(jìn)行選擇，如上所述，所述第一活性組分為W 族過(guò)渡金屬組分，具體選自鐵（Fe)、鈷（C