[發明專利]一種費托合成方法

有效

• 申請號: 200910131399.6
• 申請日: 2009-04-17
• 公開（公告）號: CN101863728A
• 公開（公告）日: 2010-10-20
• 發明（設計）人: 吳昊;胡志海;聶紅;徐潤;侯朝鵬;田鵬程;夏國富
• 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;C07C9/14
• 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，具體地說是一種兩個反應器串聯的費托合成方法。

背景技術

石油是保障國家經濟命脈和政治安全的重要戰略物資。上世紀九十年代以來，我國石油消費不斷增長，大大超過同期原油生產的增長速度，不得不依靠進口補充國內資源的不足。自1993年起我國成為石油凈進口國以來，石油供需缺口逐年擴大，2007年我國原油進口超過1.6億噸，對外依存度超過45％。如此大規模的石油進口，增加了我國對國外石油的依賴程度，國際石油市場的波動和變化將直接影響我國經濟乃至政治的安全和穩定。因此，我國必須從戰略上走資源多元化的道路，大力發展替代石油技術，降低我國石油風險。

以天然氣、瀝青、煤、生物質等各種含碳氫的資源為原料生產出合成氣，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，經過提質加工后，產物石腦油餾分是優質的蒸汽裂解制乙烯原料，三烯收率在60重％左右；柴油餾分硫含量小于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；尾油可作為生成III類或IV潤滑油基礎油的原料，具有極高的附加值。隨著人們環保意識的提高，國家將對柴油做出更嚴格的要求，費托合成生產的柴油產品可作為高十六烷值、低芳烴含量的調和組分與質量較差加氫精制柴油調和生產合格柴油產品。

以生產中間餾分油和蠟產品為主的費托合成工藝主要采用固定床反應器和漿態床反應器，二者均有其自身特點。列管式固定床費托合成操作簡單，催化劑和產物分離完全沒有問題；液態產物容易從出口氣流中分離，適宜中間餾分油和蠟的生產，尤其適合生產蠟產品。固定床費托合成的不足之處主要在于取熱問題，由于反應過程中放出大量熱量，而固定床催化劑的顆粒大小又決定了反應過程存在較強的擴散效應，熱量不易移出，操作不慎就會造成催化劑床層超溫。由于其取熱限制，固定床反應器不能設計太大，決定了單臺固定床反應器的加工能力較小。

漿態床費托合成反應器最大優勢是反應物混合好、可等溫操作，從而可用更高的平均操作溫度而獲得更高的反應速率，采用該反應器操作不易出現超溫現象，單臺反應器生產能力較大。但采用漿態床費托合成反應器的缺點是催化劑和產品分離困難，另外產品蠟的質量不如固定床蠟產物。

CN1332744C公開了幾個并聯反應單元的反應器系統。其包括一個或多個共用的反應物進料管線、兩個或多個單個的反應器和一個或多個共用的產品排放管線。其反應器形式采用多管式固定床。采用該方法，即通過多個反應器并聯操作的方式可以提高工廠的生產能力。

CN1948438A公開了一種兩段式費托合成方法。該方法采用兩段反應器流程，兩段反應器均為漿態床反應器。第一段反應器的部分尾氣的C1-C4經過天然氣自熱氧化制合成氣方法轉化為合成氣后進入第二段反應器。該發明方法的合成氣轉化率高于96％，甲烷的產率低于3％。

US5827902公開了一種多段式費托合成方法，該方法采取多個漿態床反應器串聯的方式進行操作，反應器個數至少2個以上。

US7432310B2公開了一種合成烴類的方法。該方法采用兩個反應段，第一反應段是三相低溫反應段，在漿態床反應器中；第二反應段是兩相高溫反應段，在流化床反應器中。

發明內容

本發明的目的是在現有技術的基礎上提供一種費托合成方法，克服固定床費托合成反應器軸向溫差較大、熱點明顯及反應溫度不易控制的缺點，同時保證產品中石蠟產品的比例不會降低。

本發明提供的方法包括以下步驟：

(1)合成氣進入第一費托合成反應器，在第一費托合成反應器內進行合成反應，

(2)全部或部分的第一費托合成反應器流出物進入第二費托合成反應器進行合成反應，

(3)將第二費托合成反應器流出物進行分離，分離為液體烴類II、水II和氣體II，

(4)將步驟(3)所得氣體II部分進行排放，其余的氣體II循環回第一費托合成反應器和/或第二費托合成反應器，

(5)在第一費托合成反應器和第二費托合成反應器之間注入H₂和/或CO，以調節第二費托合成反應器入口處H/C摩爾比；

所述第一費托合成反應器為漿態床反應器，所述的第二費托合成反應器為固定床反應器。

本發明其中一種優選的技術方案是：第一費托合成反應器流出物去除催化劑后，全部進入第二費托合成反應器繼續進行合成反應。