[發明專利]一種合成液態烴的方法

有效

• 申請號: 201110324565.1
• 申請日: 2011-10-24
• 公開（公告）號: CN103059898A
• 公開（公告）日: 2013-04-24
• 發明（設計）人: 徐潤;胡志海;吳昊;聶紅;李猛
• 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: C10G2/00
• 分類號: 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

本發明涉及一種固定床的費托合成方法。

背景技術

通過費-托(Fischer-Tropsch)合成反應可以大規模地制取潔凈燃料和其它高附加值化學品，而費托合成的原料合成氣(CO和H₂)來源廣泛，可以由煤炭、天然氣、生物質經過氣化得到，因此這條技術路徑受到世界能源化工行業的極大關注，許多國際能源公司分別開發了以費托合成為核心的合成油工藝。采用列管式固定床反應器費托合成技術，具有工程技術簡單的特點，而且固定床反應器可以降低毒物對整體催化劑的影響，合成產品以蠟為主具有較高的高附加值，不存在產品和催化劑的分離問題。但固定床反應器也存在一些局限性，例如反應放熱的移出問題，使催化劑容易發生超溫而失效，因此反應器的傳熱控制是固定床費托合成的關鍵技術之一。

CN1736574A公開了一種無熱點列管式固定床反應器，該反應器是在反應管中增加一套冷卻內管，冷卻介質可以在反應管中內管和反應器殼層內流動取熱，此方案可以增加熱交換面積，可以減小催化劑床層的徑向溫差、有效解決傳熱問題。

US5786393公開了一種轉化合成氣的液相方法，為了消除固定床費托合成造成的熱點，在固定床反應器中加入了惰性液體促進取熱。惰性液體可以與反應原料氣同向或反向進入催化劑床層，在反應過程中惰性液體部分氣化以吸收反應熱，在反應器后的第一個分離器中未反應的原料氣和氣態產品被分離出去，液體產品和惰性液體經過加熱進入第二分離器，惰性液體被加熱以氣體形式分離出來，冷卻后循環回反應器入口，液體產物從分離器下段導出。采用這種工藝可以明顯改善固定床反應器的傳熱性能，可以增加C₅₊烴類收率。這種液體再循環的方式可以明顯改善固定床傳熱，但惰性液體的加入明顯會增加反應器的總壓降。

通過串聯反應器的方法也可以改善固定床費托合成的性能。串聯反應器可以使每個反應器在壓降不變的前提下，提高流體的質量通量，從而改善傳熱。CN1611565A公開的方法中，就是采用兩段費托合成反應器，每段反應器均有自己的循環系統，實現較高的流體通量并控制每段的催化轉化的活性，達到了改善固定床費托合成傳質和傳熱的目的。CN101186050A公開了一種提高液態烴選擇性的方法，是將兩個固定床費托合成單元串連，并將第一段反應器得到的部分液態產物導入第二反應器，采用這種方法可將C₅₊收率提高1.2個百分點。CN1662476A不僅采用了多段反應器串連形式，還在每段反應器導入惰性流體介質，得到了非常高的熱效率和大于90％的C₅₊碳效率。CN101085930A公開了一種利用固定床裝置進行費托合成的方法，它由兩組首尾相串連的固定床組成，與傳統固定床反應器不同之處在于每組固定床包括反應器、加熱器、套管、換熱器和三相分離器，原料氣從反應器底部引入，冷卻介質在反應器下部吸熱上部放熱，這種方案可以有效解決反應放熱的導出和溫度分布梯度過大等問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種新的合成液態烴的方法，既解決了串聯式反應器總壓降高的問題，又解決了并聯式反應器不能分段控制反應深度的問題。

本發明所提供的合成液態烴的方法包括以下步驟：

(1)原料合成氣與循環氣混合后進入第一級反應器，與鈷基費托合成催化劑接觸發生反應，

(2)第一級反應器的反應流出物與第二級反應器的反應流出物混合后進入熱高壓分離器，分離得到重質烴類物流和氣相物料I，氣相物料I經冷卻進入冷高壓分離器，分離得到氣相物料II、油、和水，

(3)氣相物料II經過循環壓縮機循環至第一級反應器和第二級反應器入口，第二級反應器中裝填鈷基費托合成催化劑。

在本發明所述的方法中，所述的費托合成裝置采用兩級反應器。第一反應器或第二級反應器均可為一個反應器或者2-4個并聯的反應器，第一級反應器和第二級反應器的體積比為1∶5～5∶1，優選為1∶2～2∶1。

所述的重質烴類物流為C₁₀-C₁₀₀，氣相物料I中包括輕質烴、未轉化的原料氣和水，氣相物料II為未轉化的原料氣、氣相烴類產品、以及少量CO₂。