由一氧化碳和氢气制备烃的方法技术

本发明专利技术涉及一种通过如下步骤由合成气制备至少两种有机产品的方法：（ｉ）将第一合成气进料转化为第一有机产品和第一副产品；（ｉｉ）将第二合成气进料转化为第二有机产品和第二副产品；（ｉｉｉ）将第一和／或第二副产品分别与第一和／或第二有机产品分离；和（ｉｖ）将分离和第一和／或第二副产品分别与第二和／或第一有机产品混合。优选第一有机产品是链烷烃或氧合物且第二有机产品是烯烃或氧合物。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种由一氧化碳和氢气的混合物制备烃的方法。本专利技术尤其涉及一种由具有给定的H2/CO摩尔比的一氧化碳和氢气的混合物制备烃的方法。氢气和一氧化碳的混合物通常称为合成气。该合成气可以用于许多众所周知的方法中以生产大量的含碳、氢以及任选含氧的有机化合物。由一氧化碳和氢气的混合物(合成气)制备链烷烃的方法通常称为费-托合成法。该合成方法包括将合成气在高温高压下与催化剂接触(后者包含作为催化活性组分的VIII族金属，特别是Fe、Ni、Ru或Co)而得到链烷烃。有关该费-托合成方法的一个例子的详细描述可参见EP-A-0428223和EP-A-0174696。上面提到的费-托合成方法，特别是使用包含Ni、Ru或Co且不具有Co转移活性的催化剂的方法，通常以2.0-3.0，特别是2.0-2.3的H2/CO摩尔用量比消耗合成气，这主要取决于形成的链烷烃的长度。应该理解的是当给定的费-托合成方法以例如2.1的H2/CO摩尔用量比消耗合成气时，H2/CO摩尔进料比应优选也为2.1，以避免H2或CO的过量。本专利技术所面临的问题是H2/CO摩尔比为2.1的合成气进料并不易得到且仅能以不可接受的高成本制备。在本领域已知多种制备合成气的方法。取决于制备合成气的方法和该方法所用有机进料的类型，合成气的H2/CO摩尔比可以在宽范围内变化。若在该方法中使用煤作为有机进料，则所得合成气的H2/CO摩尔比通常比使用天然气作为有机进料要低。使用天然气作为有机进料的蒸气甲烷重整方法通常产生H2/CO摩尔比至少为3的合成气。涉及天然气的部分氧化(自动热氧化或催化氧化)的方法通常产生H2/CO摩尔比为1.7的合成气。使用煤或渣油作为有机进料的部分氧化方法通常产生H2/CO摩尔比为0.5的合成气。因此，为了得到H2/CO摩尔比例如为2.1的合成气，必须使用至少两种不同的方法制备合成气，例如蒸气甲烷重整和天然气的部分氧化的组合，并且将如此得到的两种H2/CO混合物混合。例如EP-A-0168892和EP-A-0178007公开了从能量上讲是有效的方法，以从两种不同的方法制备合成气。另外，可以通过一种合成气制备方法制备合成气并将如此制备的合成气与单独的氢气或一氧化碳料流混合以达到所需的氢气/一氧化碳比。应该理解最为理想的是能够在合成方法中使用合成气进料，该合成气进料仅由一种合成气制备方法得到，不需将合成气进料与另一具有不同氢气/一氧化碳比的合成气或单独的氢气或一氧化碳料流混合。GB-A-2243616公开了一种由碳质原料生产链烷烃和芳烃的方法。该方法涉及将碳质原料转化为H2/CO摩尔比低于2.1的合成气，将该合成气部分转化为链烷烃并将剩余的合成气转化为芳烃。该制备链烷烃的方法以高于H2/CO进料比的H2/CO用量比消耗合成气，而制备芳烃的方法以低于H2/CO进料比的H2/CO用量比消耗合成气。如该文献中所概括的，最有效的转化在总的H2/CO用量比与H2/CO进料比相同时得到。其他众所周知的由合成气制备有机产品的方法实例是制备含氧烃如甲醇、高级醇或二甲基醚的方法且在本领域是众所周知的。GB-A-2092172公开了一种在第一步中由H2/CO摩尔比至少为0.5的合成气制备含氧有机化合物和在第二步中由来自第一步的未转化合成气制备链烷烃的方法。在第一步中得到的含氧化合物可以作为中间体用于生产其他有机化合物如烯烃。直接由合成气制备烯烃的方法对本领域熟练技术人员而言是众所周知的。US-A-4518707和EP-A-0446035公开了这类制备方法的实例。US-A-4624968公开了经如下步骤生产石蜡的多级费-托方法在第一步中将合成气转化为烯烃，在第二步中将烯烃和任何额外的合成气转化为链烷烃。通过在一个催化剂床中使用所要求的不同催化剂的混合物可以将这两个步骤合并成一个步骤。制备链烷烃的该两级排列据说可提供的优点是与以一步生产链烷烃相比得到增加量的重质烃和对甲烷和乙烷而言较低的选择性。使用合成气作为原料的方法所具有的问题之一是副产品的产生。EP-A-0153781公开了制备链烷烃的两步方法。在第一步中，使用能够产生仅含有限量的副产品的产品的催化剂。但是，副产品存在于该方法的产物中。若需要制备用于化学工业中的有机产品，则副产品的形成成为更重要的问题。例如，如果需要生产烯烃，则链烷烃的形成成为问题。副产品可以通过本领域已知的方式如分子筛、吸附、蒸馏或洗涤而与所需产品分离，但这较为昂贵且鉴于所产生的副产品量有限而通常并不经济可行(即不具备规模经济性)。理想的是使用合成气进料的合成方法的副产品能够以经济可行的方式与主产品分离并使用。与副产品的分离一样，由合成气生产有机产品也由规模经济性所控制。因此优选由合成气大规模生产有机产品。然而，若需要制备用于化学工业中的有机产品，与使这些有机产品的制备经济可行所要求的规模相比，市场可能较小，因此不能经济地生产这些产品。尽管在本领域的研究已经成熟且尽管每年在该领域出版了大量出版物，但据信没人考虑在第一步中制备第一有机产品和第一副产品，在第二步中制备第二有机产品和第二副产品，并在第三步中例如将第一副产品与第一有机产品分离并将第一副产品与来自第二步的产品混合。本专利技术因此提供了一种通过如下步骤由合成气制备至少两种有机产品的方法(i)将第一合成气进料转化为第一有机产品和第一副产品；(ii)将第二合成气进料转化为第二有机产品和第二副产品；(iii)分别将第一和/或第二副产品与第一和/或第二有机产品分离，和(iv)分别将第一和/或第二副产品与第二和/或第一有机产品混合。应该理解当在分别含有第二或第一有机产品的混合物中第一或第二副产品的值比相反情况高时是特别有利的。一个例子是例如第一副产品形成含有用于进一步处理的第二有机产品的起始混合物。优选该方法包括在步骤(iii)中将第一和第二副产品二者分别与第一和第二有机产品分离。更优选该方法进一步包括在步骤(iv)中将第一和第二副产品分别与第二和第一有机产品混合。应该理解最有利的是第一副产品具有与第二有机产品相同的结构通式。另外，最有利的是第二副产品具有与第一有机产品相同的结构通式。而对于各副产品，生产量可能太低而不能确保商业开发，特别是在全世界各个地方，混有主产品即第一或第二有机产品的副产品可以非常好地确保商业开发。典型的是，第一和第二有机产品的结构通式独立地选自分类为烯烃、链烷烃、链烷醇、醛或酮的组。在本专利技术的另一实施方案中，进行该方法以使基本上所有的合成气被消耗掉且不剩下氢气或一氧化碳。在另一方面，由合成气转化为第一有机产品的氢气/一氧化碳用量比高于合成气的进料比，而转化为第二有机产品的用量比低于合成气的进料比。因此，本专利技术进一步提供了一种由合成气制备至少两种有机产品的方法，其中包含氢气和一氧化碳的混合物的合成气具有的氢气/一氧化碳摩尔比为F，该方法包括在第一阶段进行下列程序之一(a)在一氧化碳转化率为Xi且氢气与一氧化碳的摩尔用量比为Fi的条件下将第一合成气进料转化为第一有机产品和第一副产品，其中Fi大于F；或(b)在一氧化碳转化率为Xii且氢气与一氧化碳的摩尔用量比为Fii的条件下将第二合成气进料转化为第二有机产品和第二副产品，其中Fii低于F；并将未转化的一氧化碳和氢气本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种通过如下步骤由合成气制备至少两种有机产品的方法：（ｉ）将第一合成气进料转化为第一有机产品和第一副产品；（ｉｉ）将第二合成气进料转化为第二有机产品和第二副产品；（ｉｉｉ）分别将第一和／或第二副产品与第一和／或第二有机产品分离，和（ｉｖ）分别将第一和／或第二副产品与第二和／或第一有机产品混合。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：JP兰格，IE马克斯韦尔，B谢弗，
申请(专利权)人：国际壳牌研究有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]