CN114773137A - 一种合成气制烯烃的方法、一种反应分离一体化反应装置 - Google Patents

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Abstract

本发明属于合成气转化技术领域，具体涉及一种合成气制烯烃的方法、一种反应分离一体化反应装置。本发明提供的合成气制烯烃的方法，合成气通入密闭反应容器中进行反应，所述密闭反应容器中设置有催化剂床和通入流动的吸收溶剂，所述催化剂床和所述吸收溶剂不接触；所述方法包括以下步骤：将合成气通入所述催化剂床中进行催化反应，得到烯烃气体被所述流动的吸收溶剂吸收，得到吸收溶液；所述吸收溶液解吸得到解吸气体，所述解吸气体主要组分为烯烃。本发明提供的合成气制烯烃的方法，提高了合成气的单程转化率，使解吸后得到的混合气体中烯烃含量升高、原料气和其它难分离组分含量降低，从而降低产品的后续分离难度，减少生产成本和能耗。

Description

一种合成气制烯烃的方法、一种反应分离一体化反应装置
技术领域
本发明属于合成气转化技术领域，具体涉及一种合成气制烯烃的方法、一种反应分离一体化反应装置。
背景技术
低碳烯烃(包括乙烯、丙烯和丁烯等)是生产高分子材料、洗涤剂、有机溶剂、化妆品以及药物等系列产品的重要化工原料，2020年国内仅乙烯和丙烯的当量消费量就已经接近1.1亿吨，且还在以4～5％的速度持续增长。目前，生产小分子烯烃的主要原料仍然是石油，但随着全球石油资源的日益减少，开发非石油的小分子烯烃生产技术就显得尤为重要。
合成气是指H2和CO的混合气体，既可由煤炭、天然气和石油等化石能源转化而来，也可由生物质原料转化获得，生产技术成熟、价格低廉，是较为理想的基础化工原料。将合成气一步直接转化为烯烃被认为是一条具有良好发展前景的技术路线。
但是，合成气制烯烃反应后的混合气体中含有乙烯、丙烯、丁烯、戊烯、甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、戊烷、二氧化碳、水蒸汽，以及大量未反应的一氧化碳和氢气等，所含组分种类多、单组分含量低、且难分离组分含量高。例如，当合成气转化率达到50％时，合成气制烯烃反应后的混合气体中烯烃分子的摩尔占比仍只有5％左右，分离这些烯烃产品能耗大、成本高。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种合成气制烯烃的方法、一种反应分离一体化反应装置。本发明提供的合成气制烯烃的方法得到的解吸气体中烯烃含量提高、原料气和其它难分离组分含量降低，从而有效降低后续的产品分离难度和成本。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种合成气制烯烃的方法，合成气通入密闭反应容器中进行反应，所述密闭反应容器中设置有催化剂床和通入流动的吸收溶剂，所述催化剂床和所述吸收溶剂不接触；所述方法包括以下步骤：
将合成气通入所述催化剂床中进行催化反应，得到烃类气体被所述流动的吸收溶剂吸收，得到吸收溶液；
所述吸收溶液解吸得到解吸气体；所述解吸气体主要组分为烯烃。
优选的，所述吸收溶剂包括正构烷烃、异构烷烃、联苯、联苯醚、戊苯、二戊苯、三戊苯、十二烷基苯、双十二烷基苯、十六烷基苯、十八烷基苯、液体聚乙烯、液体聚丙烯、聚乙二醇、液体石蜡、溶剂油、二乙酰基胺、三甲基乙酰胺、苯甲酸乙酯、苯甲酸丙酯、苯甲酸异丙酯、苯甲酸丁酯、苯甲酸异戊酯、苯甲酸苄酯、肉桂酸乙酯、马来酸二甲酯、马来酸二乙酯、马来酸二丁酯、己二酸二乙酯、己二酸二丁酯、己二酸二异丁酯、邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二乙酯、对苯二甲酸二甲酯、对苯二甲酸二乙酯、三醋酸甘油酯、甘油单硬脂酸酯、油酸甲酯、油酸乙酯、大豆油、花生油、菜籽油和玉米油中的一种或多种，所述正构烷烃和异构烷烃的碳原子数独立地为16～25。
优选的，在所述密闭反应容器中，所述合成气与所述吸收溶剂并流或逆流；流动的吸收溶剂形成吸收液膜，所述吸收液膜围绕于所述催化剂床的外周面，且与所述催化剂床不接触。
优选的，所述催化反应的压力为0.3～30MPa，所述催化反应的温度为200～300℃。
优选的，单位时间内通入所述密闭反应容器中的合成气和通入所述密闭反应容器中的吸收溶剂的体积比为(3～3.5):1。
优选的，所述解吸为吸收溶液流出所述密闭反应容器后解吸，还包括将解吸后的吸收溶剂通入所述密闭反应容器中。
本发明提供了一种反应分离一体化反应装置，包括：
密闭反应容器2，所述密闭反应容器设置有气体入口、液体入口，气体出口和液体出口，所述密闭反应容器2内设置有催化剂床，所述催化剂床与所述密闭反应容器2的内壁设置有间隔空隙；所述密闭反应容器2内还设置有与所述液体入口连通的液体分布器10。
优选的，还包括液体入口与所述密闭反应容器2的液体出口连通的解吸容器7，所述解吸容器7还设置有气体出口和液体出口。
优选的，还包括液体入口与所述解吸容器7的液体出口连通的换热器9，所述换热器9的液体出口与所述密闭反应容器2的液体入口连通；所述换热器9的液体入口与所述解吸容器7的液体出口连通的管道上设置有循环泵8。
优选的，所述密闭反应容器2的气体出口连通的管道上设置有背压阀3；所述密闭反应容器2的气体入口连通的管道上设置有气体流量控制阀1；所述密闭反应容器2靠近所述液体出口的侧壁上设置有液位传感器4；所述密闭反应容器2的液体出口连通的管道上设置有液位控制阀6；
所述反应分离一体化反应装置还包括液位控制器5，所述液位控制器5与所述液位传感器4信号连接，所述所述液位控制器5与所述液位控制阀6电连接。
本发明提供一种合成气制烯烃的方法，所述方法在密闭反应容器中进行，所述密闭反应容器中设置有催化剂床和通入流动的吸收溶剂，所述方法包括以下步骤：将合成气通入所述催化剂床中进行催化反应，得到烃类气体被所述流动的吸收溶剂吸收，得到吸收溶液；所述吸收溶液解吸得到解吸气体；所述解吸气体的主要组分为烯烃。本发明提供的合成气制烯烃的方法，合成气在催化剂床中反应生成气态的烯烃产物，这些烯烃产物扩散至吸收溶剂表面后被吸收溶剂吸收形成吸收溶液，吸收溶液解吸出气态烯烃产物，本发明通过上述方法在进行合成气制烯烃的催化反应的同时进行烯烃产物的初步分离，将“化学反应”和“产物分离”在同一密闭反应容器中同时进行，从而有效促进合成气制烯烃反应正向进行，提高了合成气的单程转化率，使解吸后得到的混合气体中烯烃含量升高、原料气和其它难分离组分含量降低，从而降低产品的后续分离难度，减少生产成本和能耗。
本发明提供一种反应分离一体化反应装置，包括：密闭反应容器2，所述密闭反应容器设置有气体入口、液体入口，气体出口和液体出口，所述密闭反应容器内设置有催化剂床，所述催化剂床与所述密闭反应容器2的内壁设置有间隔空隙；所述密闭反应容器2内还设置有与所述液体入口连通的液体分布器10。本发明提供的反应分离一体化反应装置兼具“化学反应”和“产物分离”两种功能，在进行化学反应的同时，通过液膜吸收产物气体实现产物气体的原位初步分离，从而提高了原料气的单程转化率，解吸得到的混合气体中产物气体含量升高、原料气和其它难分离组分含量降低，从而降低产品的后续分离难度，减少生产成本和能耗。
附图说明
图1为本发明实施例提供的反应分离一体化反应装置示意图；
其中，1-气体流量控制阀，2-密闭反应容器，3-背压阀，4-液位传感器，5-液位控制器，6-液位控制阀，7-解吸容器，8-循环泵，9-换热器，10液体分布器，(I)为合成气，(II)为尾气，(III)为解吸气体；
图2为本发明实施例使用反应分离一体化反应装置进行合成气制烯烃反应时，密闭反应容器内的运行原理示意图。
具体实施方式
本发明提供一种合成气制烯烃的方法，所述方法在密闭反应容器中进行，所述密闭反应容器中设置有催化剂床和通入流动的吸收溶剂，所述催化剂床和所述吸收溶剂不接触；所述方法包括以下步骤：
将合成气通入所述催化剂床中进行催化反应，得到烯烃气体被所述流动的吸收溶剂吸收，得到吸收溶液；
所述吸收溶液解吸得到解吸气体，所述解吸气体主要组分为烯烃。
在本发明中，如无特殊说明，所用原料均为本领域技术人员熟知的市售产品。
本发明将合成气通入密闭反应容器中进行反应，所述密闭反应容器中设置有催化剂床和通入流动的吸收溶剂，所述催化剂床和所述吸收溶剂不接触。
在所述密闭反应容器中，本发明将合成气通入所述催化剂床中进行催化反应，得到的烯烃气体被所述流动的吸收溶剂吸收，得到吸收溶液。
在本发明中，所述合成气优选包括氢气和一氧化碳，所述合成气中氢气和一氧化碳的体积比优选为(1～2):1。
在本发明中，形成所述催化剂床的催化剂优选包括参考专利CN111821976A实施例6提供的方法制备的NaSFe@NCNC催化剂和/或实施5提供的方法制备的NaCo@NCNC催化剂。
在本发明中，所述催化剂床优选为将上述催化剂装入不锈钢网中形成。
在本发明中，形成所述催化剂床的催化剂的质量与单位时间内通入密闭反应容器中的合成气的体积之比优选为1g:10mL。
在本发明中，将所述合成气通入所述密闭反应容器之前，本发明优选对设置于所述密闭反应容器中的催化剂床进行预处理。
在本发明中，所述预处理优选为：向所述密闭反应容器中的催化剂床通入还原性气体，对所述催化剂床中的催化剂进行还原处理。
在本发明中，所述还原性气体优选为氢气。
在本发明中，所述还原性气体通入时的流速优选为50mL/min。
在本发明中，所述还原处理的温度优选为360℃。
在本发明中，所述还原处理的保温时间优选为6h。
在本发明中，由室温升温至所述还原处理的保温温度的升温速率优选为10℃/min。
在本发明中，所述催化反应的压力优选为0.3～30MPa，更优选为1.5～5MPa，在本发明的具体实施例中，所述催化反应的压力具体优选为2MPa或1.5MPa。
在本发明中，所述催化反应的温度优选为200～300℃，更优选为220～295℃，在本发明的具体实施例中，所述催化反应的温度具体优选为290℃或220℃。
在本发明中，所述合成气优选连续通入所述密闭反应容器中设置的催化剂床中。
在本发明中，所述合成气制烯烃反应优选连续进行。
在本发明中，所述催化反应进行的同时，本发明采用通入同一密闭反应容器中的流动的吸收溶剂吸收所述催化反应生成的烃类气体，得到吸附溶剂；所述催化剂床和所述吸收溶剂相互独立存在。
在本发明中，所述吸收溶剂优选包括正构烷烃、异构烷烃、联苯、联苯醚、戊苯、二戊苯、三戊苯、十二烷基苯、双十二烷基苯、十六烷基苯、十八烷基苯、液体聚乙烯、液体聚丙烯、聚乙二醇、液体石蜡、溶剂油、二乙酰基胺、三甲基乙酰胺、苯甲酸乙酯、苯甲酸丙酯、苯甲酸异丙酯、苯甲酸丁酯、苯甲酸异戊酯、苯甲酸苄酯、肉桂酸乙酯、马来酸二甲酯、马来酸二乙酯、马来酸二丁酯、己二酸二乙酯、己二酸二丁酯、己二酸二异丁酯、邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二乙酯、对苯二甲酸二甲酯、对苯二甲酸二乙酯、三醋酸甘油酯、甘油单硬脂酸酯、油酸甲酯、油酸乙酯、大豆油、花生油、菜籽油和玉米油中的一种或多种。
在本发明中，所述正构烷烃和异构烷烃的碳原子数独立地优选为16～25。
在本发明中，所述正烷烃具体优选为正十六烷、正十七烷、正十八烷、正十九烷、正二十烷、正二十一烷、正二十二烷、正二十三烷、正二十四烷和正二十五烷中的一种或多种。
在本发明中，所述异构烷烃具体优选为异构十六烷、异构十七烷、异构十八烷、异构十九烷、异构二十烷、异构二十一烷、异构二十二烷、异构二十三烷、异构二十四烷和异构二十五烷的一种或多种。
在本发明中，所述溶剂油具体优选为D80溶剂油、D90溶剂油、D100溶剂油、D110溶剂油、D120溶剂油、D130溶剂油或D140溶剂油。
在本发明的具体实施例中，所述吸收溶剂具体优选为液体石蜡或联苯醚。
在本发明中，所述催化剂床和所述吸收溶剂不接触。
在本发明中，在所述密闭反应容器中，所述合成气与所述吸收溶剂优选并流或逆流，更优选为并流。
在本发明中，在所述密闭反应容器中，流动的吸收溶剂优选形成吸收液膜，所述吸收液膜优选包裹于所述催化剂床的外周面。
在本发明中，单位时间内通入所述密闭反应容器中的合成气和通入所述密闭反应容器中的吸收溶剂的体积比优选为(3～3.5):1，在本发明的具体实施例中，单位时间内通入所述密闭反应容器中的合成气和通入所述密闭反应容器中的吸收溶剂的体积比具体优选为3.33:1或3:1。
在本发明中，所述吸收溶剂优选连续通入所述密闭反应容器中。
本发明中，所述吸收溶液解吸得到解吸气体，所述解吸气体主要组分为烯烃。
在本发明中，所述解吸时的压力优选为常压。
在本发明中，所述吸收溶液优选流出所述密闭反应容器后解吸。
在本本发明中，所述吸收溶剂优选连续通入所述密闭反应容器中，吸收烯烃气体后形成吸收溶液后，所述吸收溶液优选连续流出所述密闭反应容器后进行解吸。
本发明优选还包括将解吸后的吸收溶剂通入所述密闭反应容器中。
与现有技术相比，本发明所具有的有益效果如下：
1、本发明将“合成气制烯烃的反应”和“烃类产物的分离”耦合在了同一密闭反应容器内进行，提高了合成气的单次转化率，并对产物进行了初步分离，分离得到的解吸气体中烯烃含量升高、难分离组分含量低，降低了产品的后续分离难度和成本，利于简化生产工艺和减少设备投资。
2、本发明实现了合成气催化反应生成的烯烃产品的快速原位分离，能够有效抑制烯烃二次反应和其它副反应，提高了低碳烯烃(包括乙烯、丙烯和丁烯)的选择性。
3、本发明实现烯烃产品的快速原位分离，极大的提高了催化剂抗积碳和积蜡的性能，获得了远高于常规条件的反应速率。
本发明提供了一种反应分离一体化反应装置，包括：
密闭反应容器2，所述密闭反应容器设置有气体入口、液体入口，气体出口和液体出口，所述密闭反应容器内设置有催化剂床，所述催化剂层与所述密闭反应容器2的内壁设置有间隔空隙；所述密闭反应容器2内还设置有与所述液体入口连通的液体分布器10，所述液体分布器10用于将通入所述密闭反应容器2中的液体分布于所述密闭反应容器的内侧壁上形成液膜。
本发明提供的反应分离一体化反应装置包括密闭反应容器2，所述密闭反应容器2用于进行所述合成气制烯烃反应，同时实现反应生成的烯烃气体的原位分离。
作为本发明的一个具体实施例，所述催化剂床与所述密闭反应容器2的内壁设置的间隔空间的宽度为2mm。
作为本发明的一个具体实施例，所述液体分布器10为布膜堰。
在本发明中，所述密闭反应容器2内设置的液体分布器10能够将所述反应容器2的液体入口流入的吸收溶剂在所述密闭反应容器2的内侧壁面分布形成一层溶剂薄膜，所述液体薄膜因重力作用而自上向下流动形成降膜。
作为本发明的一个具体实施例，所述密闭反应容器2为立式密闭反应容器。
作为本发明的一个具体实施例，所述密闭反应容器2为内径12mm、长500mm的圆形不锈钢管密闭反应容器。
作为本发明的一个具体实施例，所述密闭反应容器2的气体入口和液体入口同时设置于所述密闭反应容器2的顶盖上。
作为本发明的一个具体实施例，所述所述密闭反应容器3的气体入口连通的管道上设置有气体流量控制阀1。
在本发明中，所述气体流量控制阀1用于对进入所述密闭反应容器3中的合成气的流量进行调控。
作为本发明的一个具体实施例，所述密闭反应容器2中的催化剂床由不锈钢笼和盛放在所述不锈钢笼中的催化剂颗粒组成。
作为本发明的一个具体实施例，所述不锈钢笼由不锈钢网卷绕制成，形成所述不锈钢网的钢丝的直径为12丝，所述不锈钢网的网眼尺寸为25目。
作为本发明的一个具体实施例，所述不锈钢笼为外径为8mm，长为400mm的圆柱筒形的不锈钢笼。
作为本发明的一个具体实施例，所述不锈钢笼中盛放的催化剂颗粒的质量为5g。
作为本发明的一个具体实施例，所述密闭反应容器2的气体出口设置于所述密闭反应容器2靠近底面的侧壁上。
作为本本发明的一个具体实施例，所述密闭反应容器2的气体出口连通的管道上设置有背压阀3。
本发明优选通过背压阀3调节所述密闭反应容器2中的的反应压力。
在本发明中，所述密闭反应容器2的气体出口排放的尾气(II)流量较小，主要为二氧化碳、水蒸汽和甲烷，还有少量未反应的合成气和未被吸收的烃类气体。
作为本发明的一个具体实施例，所述密闭反应容器2靠近所述液体出口的侧壁上设置有液位传感器4。
在本发明中，所述液位传感器4用于感应所述密闭反应容器2中的吸收溶液的液位高度。
作为本发明的一个具体实施例，所述密闭反应容器2的外侧壁上套设有电加热套。
作为本发明的一个具体实施例，所述电加热套为可拆卸型。
作为本发明的一个具体实施例，所述密闭反应容器2的液体出口设置于所述密闭反应容器3的底面上。
作为本发明的一个具体实施例，所述密闭反应容器3的液体出口连通的管道上设置有液位控制阀6。
作为本发明的一个具体实施例，所述液位控制阀6为电磁阀。
在本本发明中，所述液位控制阀6用于对所述密闭反应容器2中的吸收溶液的液位进行调控。
本发明提供的所述反应分离一体化反应装置优选还包括液位控制器5，所述液位控制器5与所述液位传感器4信号连接，所述所述液位控制器5与所述液位控制阀6电连接。
在本发明中，所述液位传感器4感应所述密闭反应容器2中的吸收溶液的液位，当所述液位感应器4感应到所述密闭反应容器2中的吸收溶液的液位高于液位设置值时，所述液位感应器4将液位大于设置值的型号传输至所述液位控制器5，所述液位控制器5接收信号后，通过电信号控制所述液位控制阀6开启，将所述密闭反应容器2中的吸收溶液排出；当所述液位传感器4感应到所述密闭反应容器2中的吸收溶液的液位低于液位设置值时，所述液位传感器4将液位小于设置值的型号传输至所述液位控制器5，所述液位控制器5接收信号后，通过电信号控制所述液位控制阀6关闭。
本发明优选通过上述方法将密闭反应容器底部的吸收溶液的液位控制在合适范围内，从而连续稳定的将吸收溶液与未被吸收的混合气体分离开，且保持密闭反应容器内的压力和气流稳定。
本发明提供的所述反应分离一体化反应装置优选还包括液体入口与所述密闭反应容器2的液体出口连通的解吸容器7，所述解吸容器7还设置有气体出口和液体出口。
在本发明中，所述解吸容器7用于对密闭反应容器2中排出的吸收溶液进行解吸。
在本发明中，所述吸收溶剂吸收气体烯烃产物后，在重力作用下会自动流到密闭反应容器2底部，再在压力作用下流入解吸容器；在解吸容器中，由于压力远远低于密闭反应容器2内的压力，此时大部分被吸收的气体会从溶液中解吸出来，这些解吸出来的混合气体主要由烯烃组成。解吸后的溶剂由循环泵8送入换热器9调整所需温度后，再送入密闭反应容器2循环使用。
在本发明中，所述解吸容器7的气体出口排出的解吸气体(III)烯烃的占比高，要远高于普通固定床密闭反应容器反应后的混合气中的占比，难分离组分二氧化碳、甲烷、一氧化碳和氢气的浓度较低。
在本发明中，所述解吸容器7内的压力优选为常压。
本发明提供的所述反应分离一体化反应装置优选还包括液体入口与所述解吸容器的液体出口连通的换热器9，所述换热器9的液体出口与所述密闭反应容器2的液体入口连通；所述换热器9的液体入口与所述解吸容器7的液体出口连通的管道上设置有循环泵8。
在本发明中，所述循环泵8用于调控所述吸收溶剂的循环速度。
在本发明中，所述换热器9用于对所述吸收溶剂换热。
本发明优选采用循环的吸收溶剂调控所述密闭反应容器2中的反应温度。
在本发明中，所述密闭反应容器2的反应温度控制通过控制循环吸收溶剂的温度间接实现，本发明利用换热器换热后将吸收溶剂输送进密闭反应容器。由于合成气制烯烃是较强的放热反应，吸收溶剂在吸收气体产物的同时，还会吸收热量使吸收溶剂的温度升高，用换热器将吸收溶剂的多余热量转移出来，能对反应体系的温度进行控制。但对于实验室级别的微型反应装置而言，由于单位时间内转化的合成气的量特别少(几毫升到几十毫升每分钟)，产生的反应热也就很少(一般小于10W)，远低于操作时设备损失的热量(设备传递给环境的热量)，此时换热器需对溶剂加热以保持反应温度。
作为本发明的一个具体实施例，所述换热器9使用的换热介质优选为热油。
作为本发明的一个具体实施例，所述换热器9的换热介质入口与恒温循环油浴锅的出口连通，所述换热器9的换热介质出口与恒温循环油浴锅的入口连通。
本发明优选使用上述技术方案所述的反应分离一体化反应装置进行所述合成气制烯烃。在本发明中，使用上述技术方案所诉的反应分离一体化反应装置进行所述合成气制烯烃时，具体操作为：在本发明中，合成气(I)由流量控制器1控制流速，从设置于所述密闭反应容器2顶盖上的气体入口进入，并在密闭反应容器内自上向下流动，与催化剂床中的催化剂接触后发生反应，形成各种气态的烯烃、少量饱和烷烃以及其它副产物；这些气态的烯烃产物随合成气向下缓慢流动的过程中，会从催化剂床中横向扩散至密闭反应容器的内层壁面附近，再被壁面上的吸收溶剂所吸收，然后随吸收溶液向下流动；当吸收溶液流动到密闭反应容器底部后，密闭反应容器底部的溶液液位上升，当液位传感器4检测到液位上升至设置的液位上限后，液位控制器5会通电打开液位控制阀6，在密闭反应容器2内的高压作用下，吸附溶剂会迅速流出密闭反应容器2外进入解吸容器7，当液位传感器4检测到密闭反应容器2中的液位下降到设置的液位下限以后，液位控制器5切断电源，液位控制阀6断电迅速自动关闭，始终保持密闭反应容器2底部液位在设置的范围内；密闭反应容器2底部未被溶剂吸收的混合气体为尾气(II)，经过背压阀3流出；吸收溶液流入解吸容器7内后，压力降至常压，烯烃气体从吸收溶液中解吸出来，获得解吸气体(Ⅲ)；吸收溶液解吸后剩余的吸收溶剂，被循环泵8输送到换热器9中换热到所需温度以后，再送入密闭反应容器2顶部的液体入口，通过布膜堰10将吸收溶剂均匀分布到密闭反应容器内侧壁面上。
为了进一步说明本发明，下面结合实施例对本发明提供的技术方案进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
按照专利CN111821976A实施例6所述方法制备NaSFe@NCNC催化剂，称取该催化剂1.0g，加入8.0g氢氧化铝粉末、1.5g聚乙烯醇和8.5mL水，加热至90℃后将物料混合均匀，冷却后放入催化剂挤出机，挤出直径2mm、长度5-10mm的三叶草形状的颗粒，鼓风干燥箱内100℃干燥4h，然后放入管式炉内，氮气保护下10℃/min升温到500℃焙烧6h后，自然冷却，即得到所需的成型催化剂。
选用钢丝直径12丝、网眼尺寸25目的不锈钢网，将不锈钢网卷成外径8mm、长度400mm的圆柱筒形的不锈钢笼，称取上述成型催化剂5.0g倒入该不锈钢笼内，两端用上述不锈钢网封口，然后将不锈钢笼插入内径12mm、长500mm的圆形不锈钢管的密闭反应容器内，用钢丝固定在不锈钢管密闭反应容器的中间，装有催化剂的不锈钢笼外壁与密闭反应容器的管壁内侧保持约2mm的距离。
密闭反应容器通入氢气50mL/min，用电加热套包裹住密闭反应容器，10℃/min升温到360℃，该温度常压下还原6h后，自然冷却；切换合成气并设置流速为20mL/min(体积比H2/CO＝1)，调节背压阀将反应压力控制到2.0MPa，在解吸罐内加入30mL石蜡油作为吸收溶剂，开启溶剂循环泵和溶剂循环控制系统，设置溶剂循环速率10mL/min，将换热器连接一个恒温循环油浴锅，并将温度设置为290℃，装置运行稳定后密闭反应容器内的反应温度约为290℃反应，测得CO转化率为91％，甲烷选择性5％，低碳烯烃选择性为78％，C5+选择性10％，烯烷比11.2，其中解吸气体流速保持在4.2mL/min左右，解吸气体中烯烃的摩尔占比大于62％。
实施例2
按照专利CN111821976实施例5所述方法，将九水合硝酸铁换成等摩尔的六水合硝酸钴，将无水硝酸钾换成等摩尔的无水硝酸钠，制备出了钴纳米颗粒限阈在氮掺杂碳纳米笼内的催化剂(标记为NaCo@NCNC)，称取NaCo@NCNC催化剂1.0g，加入8.0g氢氧化铝粉末、1.5g聚乙烯醇和8.5mL水，加热至90℃后将物料混合均匀，冷却后放入催化剂挤出机，挤出直径2mm、长度5-10mm的三叶草形状的颗粒，鼓风干燥箱内100℃干燥4h，然后放入管式炉，氮气保护下10℃/min升温到500℃焙烧6h，自然冷却即得到成型催化剂。
选用钢丝直径12丝、网眼尺寸25目的不锈钢网，将不锈钢网卷成外径8mm、长度400mm的圆柱筒形的不锈钢笼，称取上述成型催化剂5.0g倒入该不锈钢笼内，两端用上述不锈钢网封口，然后将不锈钢笼插入内径12mm、长500mm的圆形不锈钢管的密闭反应容器内，用钢丝固定在不锈钢管密闭反应容器的中间，装有催化剂的不锈钢笼外壁与密闭反应容器的管壁内侧保持约2mm的距离。
密闭反应容器通入氢气50mL/min，用电加热套包裹住密闭反应容器，10℃/min升温到350℃，保持温度常压还原3h后，自然冷却；切换合成气并设置流速为50mL/min(体积比H2/CO＝2)，调节背压阀将反应压力控制到1.5MPa，在解吸罐内加入30mL联苯醚作为吸收溶剂，开启溶剂循环泵和溶剂循环控制系统，设置溶剂循环速率15mL/min，将换热器连接一个恒温循环油浴锅，并将温度设置为220℃，装置运行稳定后密闭反应容器内的反应温度约为220℃反应，测得CO转化率为97％，甲烷选择性3％，低碳烯烃选择性为76％，C5+选择性12％，烯烷比8.4，其中解吸气体流速保持在6.8mL/min左右，解吸气体中烯烃的摩尔占比大于70％。
尽管上述实施例对本发明做出了详尽的描述，但它仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例，人们还可以根据本实施例在不经创造性前提下获得其他实施例，这些实施例都属于本发明保护范围。

Claims (10)

1.一种合成气制烯烃的方法，其特征在于，合成气通入密闭反应容器中进行反应，所述密闭反应容器中设置有催化剂床和通入流动的吸收溶剂，所述催化剂床和所述吸收溶剂不接触；所述方法包括以下步骤：
将合成气通入所述催化剂床中进行催化反应，得到的烯烃气体被所述流动的吸收溶剂吸收，得到吸收溶液；
所述吸收溶液解吸得到解吸气体，所述解吸气体主要组分为烯烃。
2.根据权利要求1所述的合成气制烯烃的方法，其特征在于，所述吸收溶剂包括正构烷烃、异构烷烃、联苯、联苯醚、戊苯、二戊基苯、三戊基苯、十二烷基苯、双十二烷基苯、十六烷基苯、十八烷基苯、液体聚乙烯、液体聚丙烯、聚乙二醇、液体石蜡、溶剂油、二乙酰基胺、三甲基乙酰胺、苯甲酸乙酯、苯甲酸丙酯、苯甲酸异丙酯、苯甲酸丁酯、苯甲酸异戊酯、苯甲酸苄酯、肉桂酸乙酯、马来酸二甲酯、马来酸二乙酯、马来酸二丁酯、己二酸二乙酯、己二酸二丁酯、己二酸二异丁酯、邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二乙酯、对苯二甲酸二甲酯、对苯二甲酸二乙酯、三醋酸甘油酯、甘油单硬脂酸酯、油酸甲酯、油酸乙酯、大豆油、花生油、菜籽油和玉米油中的一种或多种，所述正构烷烃和异构烷烃的碳原子数独立地为16～25。
3.根据权利要求1或2所述的合成气制烯烃的方法，其特征在于，在所述密闭反应容器中，所述合成气与所述吸收溶剂并流或逆流；流动的吸收溶剂形成吸收液膜，所述吸收液膜围绕于所述催化剂床的外周面，且与所述催化剂床不接触。
4.根据权利要求1或2所述的合成气制烯烃的方法，其特征在于，所述催化反应的压力为0.3～30MPa，所述催化反应的温度为200～300℃。
5.根据权利要求1或2所述的合成气制烯烃的方法，其特征在于，单位时间内通入所述密闭反应容器中的合成气和通入所述密闭反应容器中的吸收溶剂的体积比为(3～3.5):1。
6.根据权利要求1所述的合成气制烯烃的方法，其特征在于，所述解吸为吸收溶液流出所述密闭反应容器后解吸，还包括将解吸后的吸收溶剂通入所述密闭反应容器中。
7.一种反应分离一体化反应装置，其特征在于，包括：
密闭反应容器(2)，所述密闭反应容器设置有气体入口、液体入口，气体出口和液体出口，所述密闭反应容器(2)内设置有催化剂床，所述催化剂床与所述密闭反应容器(2)的内壁设置有间隔空隙；所述密闭反应容器(2)内还设置有与所述液体入口连通的液体分布器(10)。
8.根据权利要求7所述的反应分离一体化反应装置，其特征在于，还包括液体入口与所述密闭反应容器(2)的液体出口连通的解吸容器(7)，所述解吸容器(7)还设置有气体出口和液体出口。
9.根据权利要求8所述的反应分离一体化反应装置，其特征在于，还包括液体入口与所述解吸容器(7)的液体出口连通的换热器(9)，所述换热器(9)的液体出口与所述密闭反应容器(2)的液体入口连通；所述换热器(9)的液体入口与所述解吸容器(7)的液体出口连通的管道上设置有循环泵(8)。
10.根据权利要求7所述的反应分离一体化反应装置，其特征在于，所述密闭反应容器(2)的气体出口连通的管道上设置有背压阀(3)；所述密闭反应容器(2)的气体入口连通的管道上设置有气体流量控制阀(1)；所述密闭反应容器(2)靠近所述液体出口的侧壁上设置有液位传感器(4)；所述密闭反应容器(2)的液体出口连通的管道上设置有液位控制阀(6)；
所述反应分离一体化反应装置还包括液位控制器(5)，所述液位控制器(5)与所述液位传感器(4)信号连接，所述液位控制器(5)与所述液位控制阀(6)电连接。
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