制备合成气的方法技术

生产合成气的方法，该方法包括以下步骤：a)制备包括水蒸气和至少 一种其常压沸点范围为-50至370℃的烃或氧化烃气相混合物，所述气相混 合物具有至少为2的H2O/C摩尔比，和b)将该气相混合物催化或非催化 转化成合成气，其特征在于氧仅以键合的形式加入。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及由其常压沸点范围为-50至370。C的(氧化)烃生产合成气 的方法。本专利技术还涉及一种由该方法生产的合成气生产甲醇的方法和一种 制备可用于生产该合成气的水蒸气和(氧化)烃的气相混合物的方法。生物柴油的产量一直在稳步增长。生物柴油通常由植物和动物油以及 脂肪制得，比如菜籽油、葵花油、棕榈油(果仁和核)、椰子油、大豆油、 玉米、烹饪用油、地沟油以及食用和非食用动物脂。伴随着生物柴油的生 产，产生了大量甘油。因此，寻找甘油的有益用途是重要的。这样的用途 之一是其用作生产合成气的原料。目前釆用的生产合成气的一种方法是天然气(曱烷)的蒸汽重整。该 方法包括通过加氢脱硫提纯气体、将提纯后的气体与水蒸气混合、在对流 区加热所得混合物和将所得混合物导入催化剂床以生产合成气。可由合成气生产的一种化学品是甲醇。在曱醇生产装置中，首先生产 出合成气，再将制得的气体压缩，随后通过转化器将其转化为曱醇。利用甘油生产合成气在现有技术中是已知的(参见T.Valliyappan， Hydrogen or Syn Gas Production from Glycerol Using Pyrolysis and Steam Gasification Processes, Thesis, University of Saskatchewan, December2004)。在已知方法中，是将在惰性气体或水蒸气气流中的甘油 液滴引入催化剂床。遗憾的是，这引起在催化剂上显著的碳沉积，从而导 致催化剂失活。根据US 4,927,857，可由各种含烃的原料以及诸如乙醇、甲醇的醇及其 混合物获得合成气。对包含烃原料、H20和氧的进料气流进行预热以引发原料的催化氧化。 H2O/C比为0.5至3， 02/C比为0.35至0.65。EP 0 926 096也公开了通过烃与氧气的受控反应并利用高温混合传导 膜反应器，在一步生产中从烃原料制备合成气。其中，lLA通过含氧气体 比如空气原位渗透过混合传导膜供应的。H2O/C比为0.3至大约5。本专利技术目的是提供一种从(氧化)烃如甘油生产合成气的方法，其中 催化剂上的碳沉积被减少甚至不发生。 本专利技术的方法包括以下步骤a) 制备一种气相混合物，该气相混合物包含水蒸气和至少一种其常压 沸点范围为-50至370'C的烃或氧化烃，所述气相混合物具有至少为2的 H20/C摩尔比，和b) 将该气相混合物催化或非催化转化成合成气，其特征在于氧仅以键 合的形式加入。如此，在本专利技术的方法中，(氧化)烃例如甘油不是以液态被引入催 化剂床。相反，它和所需量的水蒸气一起以气态送入催化剂床。令人吃惊 地发现，这使得催化剂上的碳沉积减少。此外，也没有像现有技术中所描述的那样加入氧，相反，氧仅以键合 的形式存在。US4，927，857涉及生产一种新催化剂，其中将氧气(02 )用于合成气 的转化。EP 0 926 096描述了用于生产合成气的膜反应器，同样也使用了氧气 (02)。令人惊奇的是，可以说，在根据本专利技术的方法中不存在元素氧。氧仅 通过水(水蒸气)分子供给或仅存在于氧化烃诸如甘油中。甘油的直接转化容易形成碳沉积。在本专利技术中，通过适量的水蒸气避 免了碳沉积。不需要氧气的加入。气相混合物包含水蒸气和至少一种烃或氧化烃。所述烃或氧化烃应具 有-50至370'C范围内的常压沸点(即在大气压力下的沸点)，优选0至370'C ， 更优选30至37(TC ，最优选50到370'C 。4适当的烃的例子是具有上述沸点范围的烷烃。优选的烷烃是具有3至7 个碳原子的烷烃，例如丙烷、丁烷、戊烷、己烷和庚烷。适当的氧化烃的例子是醇，包括一元醇、二元醇和三元醇，例如乙醇、 丙醇、异丙醇、甘油和乙二醇。优选使用氧化烃。更优选的方案中氧化烃是甘油。 所述气相混合物中H20/C的摩尔比应至少为2，优选为至少2.5。 H20/C的摩尔比优选不高于5，更优选不高于4，最优选不高于3.2。因此，当使用适当的水蒸气/碳比时，可抑制甚至避免碳沉积，而且更重要的是，可在方法中不使用氧气。实际上，氧可仅由方法中的醇分子和/或水提供。气相混合物可通过使水蒸气与(氧化)烃在气液接触装置比如蒸馏塔 或洗涤器中接触而制备。适当的蒸馏塔仅需为数不多的塔板。浓缩的(氧化)烃在塔顶引入。 水蒸气在塔底引入。气相混合物从塔顶离开蒸馏塔。所得气相混合物的H20/C摩尔比取决于(i)引入气液接触装置的水蒸 气的温度和压力以及(ii)在该温度和压力下水蒸气和(氧化)烃之间的蒸 馏平衡。换言之，所需的水蒸气的温度和压力取决于所用(氧化)烃的种 类，且其选择应该在给定蒸馏平衡下能获得至少为2的H20/C摩尔比。当使用甘油作为氧化烃时，水蒸气优选具有10-30巴的压力，更优选 15-25巴，最优选约20巴。水蒸气的温度优选为270-380'C，更优选为 310-360°C，最优选为约340。C。液态的水/ (氧化)烃的混合物可从蒸馏塔底排出。(氧化)烃可从混 合物中分离，例如通过减压闪蒸，并再循环到蒸馏塔顶。催化剂进行。优选地，将气相混合物催化转化成合成气。在一优选实施方案中，通 过将气相混合物送入蒸汽重整器的对流区而完成。在此对流区，该气相混 合物可与天然气和额外的水蒸气混合。这使得该方法非常灵活，因为可以根据原料的供应情况，同时利用天然气和甘油。此外，它允许将气相混合 物制备单元(即气液接触装置)和现有的蒸汽重整器的对流区连在一起. 气相混合物可与天然气和水蒸气以任意比例混合，只要所得(氧化)烃、水蒸气和天然气的混合物具有至少为2的H20/C摩尔比。优选地，离开对流区的混合物由10-100 volo/o的气相混合物组成。更优 选地，离开对流区的混合物含甲烷:甘油的摩尔比在1:1至3:1、更优选为约 2:1的甲烷甘油。以常规方法4吏离开对流区的混合物继续通过蒸汽重整器，并在常规的 蒸汽重整催化床中生产合成气。蒸汽重整催化剂的例子是负栽的Ni、 Co、 Pt、 Pd、 Ir、 Rh和Ru催化剂。考虑活性的单位成本，通常优选镍催化剂。 所述的镍催化剂 一般以氧化镍的形式加入到重整器中并在即将使用前被还 原成金属态。可用不同的栽体材料来负载金属，比如氧化铝、氧化镁、氧 化硅、铝酸钓或其组合。催化剂可为例如小球、轮、块或环的形式。催化 剂可以固定床或流化床形式或负栽于陶瓷体上。催化剂床通常在300至1，050。C范围的温度下操作，更优选在300至 950'C下，最优选在350至850'C下。所生产的合成气可用于合成多种化学品， 比如甲醇、乙酸、甲酸曱酯、乙醇、丙醇、异丁醇、乙二醇、二甲醚和正 丁醇。特别地，本专利技术还涉及生产曱醇的方法，该方法包括以下步骤(i) 根据本专利技术的方法制备合成气，然后(ii)将合成气转化成甲醇。根据所述 的方法，合成气按本专利技术上述方法生产，随后压缩所得气体并用常规方法 转化成甲醇。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生产合成气的方法，该方法包括以下步骤：　ａ）制备一气相混合物，该气相混合物包含水蒸气和至少一种其常压沸点范围为－５０至３７０℃的烃或氧化烃，所述气相混合物具有至少为２的Ｈ↓［２］Ｏ／Ｃ摩尔比，和　ｂ）将该气相混合物催化或非催 化转化成合成气，其特征在于氧仅以键合的形式加入。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2006.9.8 EP 06120334.5;2007.5.2 EP 07008814.11、一种生产合成气的方法，该方法包括以下步骤a)制备一气相混合物，该气相混合物包含水蒸气和至少一种其常压沸点范围为-50至370℃的烃或氧化烃，所述气相混合物具有至少为2的H2O/C摩尔比，和b)将该气相混合物催化或非催化转化成合成气，其特征在于氧仅以键合的形式加入。2、 根据权利要求l的方法，其中使用氧化烃。3、 根据权利要求2的方法，其中氧化烃为甘油。4、 根据前述任一权利要求的方法，其中气相混合物的H20/C摩尔比为 2.5至4。5、 根据前述任一权利要求的方法，其中在将气相混合...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·多恩，
申请(专利权)人：杰拉托有限公司，
类型：发明
国别省市：AN