[发明专利]一种高温费托合成生产烃类的系统

说明书

本发明涉及一种高温费托合成生产烃类的系统，包括费托合成单元、反应水分离单元、催化剂还原单元；催化剂还原单元为间歇操作单元，以合成单元尾气作为还原气体加入少量的合成气调节氢碳比，与流化床还原反应器内的费托合成催化剂发生催化剂还原反应；流化床还原反应器出口的气体除去固体后冷却至常温进入气液分离器得到气相和液相，分离得到的气相去深冷分离单元回收气体中的气态烃，分离得到液相又分为反应水和费托油品；还原后的催化剂送入费托合成反应单元。与现有技术相比，本发明还原单元几乎不用新鲜还原气，省掉还原循环压缩机，具有消耗低、能效高、产品多样性高、整个装置的抗风险能力高等优点。

技术领域

本发明涉及费托合成技术领域，尤其是涉及一种高温费托合成生产烃类的系统。

背景技术

随着以石油为基础的液体燃料需求量的增大及石油资源可用储量的减少，由煤等固体燃料生产可用的液体燃料的方法越来越受到人们的重视。

目前，以煤为原料生产液体燃料的方法有直接液化和间接液化两种方法。其中间接液化又分为低温费托合成和高温费托合成两种技术，低温费托合成一般采用浆态床反应器，反应温度在220-260℃；高温费托合成一般采用流化床反应器，反应温度为330-360℃，费托合成反应方程式为:

nCO+(n+m/2)H₂＝CnHm+nH₂O+165kJ/molCO (1)

CO+H₂O＝CO₂+H₂+40kJ/molCO (2)

其中式(2)水煤气变换反应为费托合成反应的副反应。

低温浆态床反应器主要优点是反应温和，易于控制，产品为直链的高碳数烷烃，更适合生产柴油、石蜡。相对来讲高温费托合成产物的碳链更短，产物中不饱和烃含量较高，反应水中含氧有机物浓度也更高，非常适合生产附加值较高的化学品，较高的反应温度也更有利于与热量的回收利用，可以副产高品质的中、高压蒸汽。高温费托合成采用流化床反应器设计和操作都比较复杂，床层在移热元件的存在下如何保证床层的均匀分布以及气固分离是设计的最大难点。除反应器结构外，催化剂颗粒密度、粒度分布、气体密度、粘度等指标都会对床层的分布产生直接影响，需要大量的基础研究和大型模型试验积累设计数据。

本专利发明人已发表专利ZL200510026967.8提出了流化床反应器高温费托合成的方法，但存在以下不足：1、没有明确催化剂还原的流程、方法及反应水的分离方法；没有提出产品的特点及产品方案，而产品优势是高温费托合成区别于低温费托合成的主要优势。2、反应器出口气体直接进入激冷塔洗涤冷却，热量全部通过冷却水进入大气环境，能效低且环境不友好；激冷塔设置循环冷却器使激冷塔系统操作更加复杂且加大了能耗。

本专利发明人已发表专利ZL200510026968.2提出了一种颗粒状铁基费托合成催化剂的工业还原方法，与本发明相比原专利需要消耗大量的新鲜还原气，还需要能耗较高的还原循环压缩机。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的能耗高、还原气消耗高、催化剂的还原方法缺失、无法长时间稳定运行等缺陷而提供一种高温费托合成生产烃类的系统。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种高温费托合成生产烃类的系统，包括使合成气进行费托合成反应的费托合成单元、将反应过程中生成的反应水进行分离的反应水分离单元、以及将催化剂还原的催化剂还原单元；