[发明专利]一种选择性多产重组分的固定床费托合成工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种选择性多产重组分的固定床费托合成工艺。

背景技术

费托合成是将合成气转化为高级烃的化学过程，是非石油含碳资源（天然气、煤炭、渣油以及生物质等）高效转化利用最重要的途径之一。费托合成的产物主要是C1至C200的直链烷烃，初产品经进一步处理得到一定规格的汽油、柴油等油品燃料以及乙烯、丙烯、润滑油和石蜡等化学品。

目前，汽油的替代办法已经很多(乙醇汽油、甲醇汽油、MTG、天然气、LPG)，特别是近期国家正在制订相关标准，大力推广替代汽油的应用，因此没有必要让费托合成去生产汽油，使过剩的产品更加过剩。从我国的石油资源、消费量、战略需要等方面考虑，柴油短缺是事实，我国应该主要发展煤制柴油。

随着汽车工业的快速发展和环境保护意识的增强，高档润滑油在市场份额中占比越来越大，而优质基础油原料处于长期结构性短缺。费托合成粗产品中软蜡（C₂₀-C₃₀馏分段）的饱和度高，几乎不含硫、氮、芳烃，是制备高档润滑油基础油不可多得的优质原料，通过异构化反应即可获得低倾点、高黏度指数的高档润滑油基础油产品。目前，Shell、Exxon-Mobil等国外能源公司相继采用费托合成油品的择形异构化技术制备高等级的润滑油基础油，并获得了巨大的商业利益。

费托硬蜡是费托合成过程中得到的产物之一，费托硬蜡主要由碳链大于30的长链正构烷烃组成，其特点是具有精细的晶体结构，窄的熔点范围以及非常低的熔融粘度。费托硬蜡主要用于板材涂料、特殊铸模、电气设备制造、抛光剂、水果和植物涂层、化妆品、医药、复写纸、色带、印刷油墨、脱模剂以及橡胶配方等，其附加值非常高，具有可观的商业利益。

由此看出，高选择性地制备柴油/软蜡/硬蜡，更具经济价值，但是费托合成反应受Anderson-Schulz-Flory(ASF)规律限制，不能高选择地合成某种特定产物，成为必须要解决的问题。

Ronald M.de Deugd(Using monolithic catalysts for highly selective Fischer–Tropsch synthesis，Catalysis Today，79–80，2003，495–501)(罗纳德，使用独石型催化剂高选择性进行费托合成，今日催化，79–80，2003，495–501)将液相费托产物循环进入固定床反应器，及时将催化剂颗粒内部的大分子洗脱下来，提高了产物中长链烷烃的选择性。Noritatsu Tsubaki（Product control in Fischer–Tropsch synthesis，Fuel Processing Technology，62，2000，173–186）(椿范立，费托合成中产品分布控制，燃料工程技术，，62，2000，173–186）在固定床反应器中循环超临界流体和端烯烃，能使活性位及时暴露，并与端烯烃发生链增长反应。

但是现有油循环技术比较单一，不能系统地对费托合成全产物分布进行控制并选择性进行生产，没有对产物选择性进行细化，不能适应市场的变化。

发明内容

本发明提供一种能对费托合成全产物分布进行控制，选择性多产重组分的固定床反应器费托合成工艺。

本发明可选择不同馏分作循环介质，相应生成不同的碳链延长的产物。将汽油馏分作为循环介质，则发生链增长反应增产柴油馏分；将柴油馏分作为循环介质，则发生链增长反应增产软蜡馏分；将软蜡馏分作为循环介质，则发生连增长反应增产硬蜡。

本发明所述的费托合成工艺采用铁基催化剂或者钴基催化剂，优选为寿命较长的钴基催化剂。所述的催化剂床层可以是上下一致，也可以是根据床层热点分布，按不同比例用稀释剂稀释装填，以便更好地实现整个反应床层的温度均匀，使得本发明的优势更加突出。

本发明通过以下具体步骤实现：

新鲜合成气从进料口进入反应器，在催化剂作用下进行费托合成反应，反应产物从出料口流出；产物汇集后进入油气水三相分离器，分离出的合成水进入废水处理装置；分离出来的气体进入循环缓冲罐，待进入稳态后，一部分作为驰放气排放，其余部分作为循环气与新鲜合成气汇合作为原料气；分离出来的液体进入精馏塔进行进一步的精馏，选择精馏分离的不同馏分作循环介质与原料气并流进入反应器，相应生成不同的碳链延长的产物，将汽油馏分作为循环介质，则发生链增长反应增产柴油馏分；将柴油馏分作为循环介质，则发生链增长反应增产软蜡馏分；将软蜡馏分作为循环介质，则发生连增长反应增产硬蜡。