[發明專利]一種固定床費托合成方法

有效

• 申請號: 200810240113.3
• 申請日: 2008-12-18
• 公開（公告）號: CN101747127A
• 公開（公告）日: 2010-06-23
• 發明（設計）人: 吳昊;胡志海;聶紅;夏國富;徐潤;侯朝鵬;田鵬程
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司石油化工科學研究院
• 主分類號: C07C1/04
• 分類號: C07C1/04;C10G2/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 王景朝;龐立志

技術領域

本發明涉及一種以合成氣為原料通過費托合成生產液態烴的方法，具 體地說是一種固定床費托合成方法。

背景技術

以煤、天然氣等各種含碳氫的資源為原料生產出合成氣(H₂和CO)， 再以合成氣為原料通過費托合成生產液態烴類，是一條很好的替代石油技 術。其產物油品主要由直鏈烴組成，其中中間餾分油經過加氫提質加工后， 其硫含量小于3μg/g，氮含量小于0.5μg/g，十六烷值在74以上，可滿足現 有最苛刻的柴油標準。針對目前油品需求狀況，中間餾分油是費托合成工 藝技術所追求的目標產品之一。

費托合成反應(Fischer-Tropsch?Synthesis)是一個對反應溫度非常敏感 的反應，為了保持所需的烴產品選擇性，需要對催化劑床層溫度進行很好 的控制。固定床費托合成由于其簡便的操作形式，成為各大石油公司開發 的主要合成技術之一。但固定床費托合成催化劑床層的溫度控制存在一定 困難，若床層溫差過大，則產品選擇性就會變差，在極端的情況下，溫度 控制不當則會導致催化劑床層飛溫，致使催化劑性能嚴重下降甚至催化劑 報廢。床層溫度控制是固定床費托合成的技術難點之一。目前解決此問題 的主要方法有以下幾種：(1)減小固定床反應管的直徑；(2)增大循環氣 量；(3)開發物化性質合適的催化劑。以上方法雖然可以從一定程度上解 決催化劑床層溫度較難控制的問題，但也存在各自的技術弊端。減小反應 管直徑直接影響催化劑的裝量，降低了反應器的利用率；增大循環氣量將 導致床層壓降增大和氣體壓縮費用的升高，另外，受催化劑強度要求，循 環氣量不能過大，否則過高的床層壓降將導致催化劑破碎；物化性質合適 的催化劑的開發則是一項非工藝上的解決方案。

CN1417291A公開了一種通過費托合成由合成氣選擇性的制備柴油餾 分的工藝過程。該生產方法采用一段法，由合成氣直接制備以柴油餾分烷 烴為主的產物；合成氣主要組成為H₂和CO，且H₂/CO體積比為1.0-4.0； 費托合成催化劑為含金屬鈷/活性炭載體催化劑；費托合成反應條件為：反 應溫度為120-400℃，反應壓力為0.05-10MPa，合成氣空速為100-5000h^-1。 利用該方法可得到180-380℃的柴油餾分，該餾分按重量至少含有95％的 烷烴，其異構烴與正構烴的比例在0.03只0.3范圍內。該方法使用的是漿 態床反應器選擇性的制備柴油餾分。

CN1662476A提供了一種制備烴的方法。該方法涉及在至少兩段中在 高溫高壓下在催化劑存在下用H₂和CO制備烴及產熱的方法。該方法采用 至少兩個或多個優選為高空隙率的固定床反應器進行費托合成，每一段的 H₂/CO進料比1.6～0.4。其中反應試劑和冷卻介質加入反應器部分，反應 試劑部分被轉化，冷卻介質直接吸收費-托反應產生的熱。從反應器部分抽 出產品、未轉化的原料和加熱后的冷卻介質，至少將部分未轉化的原料重 新加入另一個反應器部分，可以抽出烴產品，優選將費-托反應中形成的水 脫除，加熱后的冷卻介質在同時產熱的條件下被冷卻，并重新加入反應器 部分。優選在反應部分之間的反應試劑中加入氫氣。該方法所用反應器較 多，每個反應器后都有分離系統，造成操作復雜。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是固定床費托合成催化劑床層的溫度控制 困難，由此產生的床層溫差過大，產品選擇性差的問題。本發明的目的是 在現有技術的基礎上，提供一種一段法的固定床費托合成方法。

本發明提供的方法包括：

(1)新鮮原料氣H2和CO進入固定床費托合成反應器，在費托合成 催化劑的作用下進行費托合成反應，反應器流出物經過分離后，得到氣體、 輕餾分油、中間餾分油、蠟和水；

(2)步驟(1)得到的氣體部分循環回費托反應器，進一步參與費托 合成反應；

(3)步驟(1)得到的輕餾分油部分返回費托合成反應器入口；

該方法為一段法費托合成。