CN101845319B - 以生物质为原料生产蜡及清洁燃料油工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种以生物质为原料生产蜡及清洁燃料油工艺，其是将生物质气化后经过焦油重整、气体净化、合成气重整后进行费托合成，进行产品分离与精制后得到蜡和清洁燃料油；并且将生物质气化，经过焦油重整及脱除有害物质净化后，重整合成气，使合成气中H2∶CO＝1～2.1，以满足费托合成需要的合成气。本发明的有益效果：采用本发明可以以生物质为原料生产出高质量柴油、汽油、费托蜡；采用本发明可以持续使用再生能源生物质；生物质在生长过程中可吸收二氧化碳，使用该技术就可降低燃料油生产的碳排放。

Description

以生物质为原料生产蜡及清洁燃料油工艺
技术领域
本发明涉及化工炼油技术领域，特别是以生物质为原料生产蜡及清洁燃料油的方法。
背景技术
生物质是可再生能源，是能源持久供应的主要方法之一。以生物质为原料结合费托合成法可生产出高质量蜡和清洁燃料油。与一次能源煤炭、天然气为原料生产燃料油技术相比，以生物质作为合成气原料可降低CO2排放。生物质在生长过程中需要吸收CO2，足以抵消大部分生物质燃烧所排放出的CO2。生物质能源的再生性和环境友好性特征，及对一次能源的替代作用，使得生物质制油技术倍受全世界关注。
发明内容
本发明的目的在于提供一种以生物质为原料生产蜡及清洁燃料油的工艺。
具体地说，一种以生物质为原料生产蜡及清洁燃料油工艺，其是将生物质气化后经过焦油重整、气体净化、合成气重整后进行费托合成，进行产品分离与精制后得到蜡和清洁燃料油；并且将生物质气化，经过焦油重整及脱除有害物质净化后，重整合成气，使合成气中H2∶CO＝1～2.1，以满足费托合成需要的合成气。
本发明按照如下步骤实施：生物质经过预处理和干燥送往生物质气化装置；生产的粗合成气经过旋风分离后，在超过870℃下送入鼓泡流化床重整反应器，转化大部分焦油、芳烃和气态烃后送入净化装置；在净化装置中，将总硫含量降至不大于40ppb、氧含量不大于1ppm，氨含量不大于1ppm；经过净化处理后的净化气，进入合成气加压工序，将合成气压力加压到不低于4Mpa；经过净化和压缩后，合成气被重整至H2∶CO＝1～2.1进入费托合成反应装置；经费托合成反应后，出反应器物料先后进入蜡分离器、重组分、轻组分分离器分离出的产物分别送到精炼工序生产出高熔点蜡、中熔点蜡、低熔点蜡、柴油及石脑油产品。
本发明使用生物质(比如秸秆等)气化后产生的气体，经过焦油重整及脱除有害物质后，重整合成气，使合成气中H2∶CO＝1～2.1，满足费托合成需要的合成气在一定温度和压力下生成蜡及清洁燃料油。通过费托合成法将生物质转化成的蜡及燃料油，属于高纯度、低杂质产品。其中清洁燃料的特点是低硫，不含任何重金属杂质，使用该燃料的发动机，其总烃排放指标、一氧化碳排放指标、硫化物和氮氧化物排放指标均优于目前市场的传统精炼和重整液体燃料，所生成的蜡称F-T蜡，其纯度高，杂质含量低，属高纯蜡，可应用于高、尖领域。本发明的有益效果：采用本发明可以以生物质为原料生产出高质量柴油、汽油、费托蜡；采用本发明可以持续使用再生能源生物质；生物质在生长过程中可吸收二氧化碳，使用该技术就可降低燃料油生产的碳排放。
附图说明
附图为本发明工艺流程图。
具体实施方式
以生物质为原料生产蜡及清洁燃料油工艺，包括以下装置：生物质气化装置、空分装置、焦油重整装置、油烟分离装置、焦油脱除装置、气体净化装置、气体压缩装置、气体重整装置、费托合成装置、油品精制装置。
1)工艺流程为：
生物质经过预处理和干燥送往生物质气化装置；生产的粗合成气经过旋风分离后，在870℃下送入鼓泡流化床重整反应器，转化大部分焦油、芳烃和气态烃后送入净化装置；在净化装置中，将总硫含量降至不大于40ppb、氧含量不大于1ppm，氨含量不大于1ppm；经过净化处理后的净化气，进入合成气加压工序，将合成气压力加压到4Mpa；经过净化和压缩后，合成气被重整至H2∶CO＝1～2.1进入费托合成反应装置；经费托合成反应后，出反应器物料先后进入蜡分离器、重组分、轻组分分离器分离出的产物分别送到精炼工序生产出：高熔点蜡、中熔点蜡、低熔点蜡、柴油、石脑油产品。
2)主要装置详细工艺流程如下：
①生物质气化：
以生物质、氧气或空气(不推荐)为气化剂，蒸汽为气化介质在高温下气化，生成以组分一氧化碳、氢气为主的粗合成气，煤气经旋风分离脱除粉尘、油烟等杂质并升温后进行焦油重整处理。气化炉工艺指标如下表1。
表1生物质气化炉工艺指标
Figure GSA00000138648400031
②焦油重整：
生物质气化炉的焦油产量约为生物质进料量的1％～5％，粗合成气中芳烃含量约为0.5％，CH4等气态烃含量大于10％。焦油、芳烃和气态烃经过进一步裂化可生成H2和CO。脱除焦油和芳烃的粗合成气仍需脱除有害杂质。
③气体净化：
生物质粗合成气所含杂质比其它方法所制合成气复杂的多。必须利用过滤器除去油烟粉尘；利用活性碳吸附床脱除碱金属(卤化物)；经过焦油重整后的合成气仍需要利用油洗涤塔进一步脱焦油及芳烃；利用水洗涤塔脱除HCl(HBr、HF)；利用催化分解法去除氮化物、NH3和H2S；再经干法脱硫进行深度脱硫，最终使中的总硫小于0.02ppm，满足费托合成的要求。
④费托合成工艺：
本工艺采用固定床三级反应器串联形式工艺技术，合成压力为2.5～3.5MPa，操作温度在200～300℃，使用铁系和钴系催化剂。具有产品质量高，设备易制造的特点。
合格的合成气预热至反应起始温度，然后进入合成反应器进行反应。合成塔出口气体首先经蜡分离器分离出产物中的蜡，然后经重组分冷却器冷却后至重组分分离器，分离出气体中的重组分，气体再经轻组分冷却器冷却后至轻组分分离器，分离出其中的轻组分和水，未反应的气体至下一级反应器继续反应，各反应器的产物经分离器分离后，组分油至中间槽，反应水至反应水槽处理后回用。蜡及组分油至精制工序。

Claims (1)

1.一种以生物质为原料生产蜡及清洁燃料油工艺，其特征是按照如下步骤实施：生物质经过预处理和干燥送往生物质气化装置；生产的粗合成气经过旋风分离后，在超过870℃下送入鼓泡流化床重整反应器，转化大部分焦油、芳烃和气态烃后送入净化装置；在净化装置中，将总硫含量降至不大于40ppb、氧含量不大于1ppm，氨含量不大于1ppm；经过净化处理后的净化气，进入合成气加压工序，将合成气压力加压到不低于4Mpa；经过净化和压缩后，合成气被重整至H2∶CO＝1～2.1进入费托合成反应装置；经费托合成反应后，出反应器物料先后进入蜡分离器、重组分、轻组分分离器分离出的产物分别送到精炼工序生产出高熔点蜡、中熔点蜡、低熔点蜡、柴油及石脑油产品；并且至少满足下述工艺条件中一个：
1生物质气化：
以生物质、氧气或空气为气化剂，蒸汽为气化介质在高温下气化，生成以组分一氧化碳、氢气为主的粗合成气，煤气经旋风分离脱除粉尘、油烟等杂质并升温后进行焦油重整处理；并且气化炉工艺指标如下表：
Figure FSB00001031695000011
Figure FSB00001031695000021
2焦油重整：
生物质气化炉的焦油产量为生物质进料量的1％～5％，粗合成气中芳烃含量为0.5％，CH4等气态烃含量大于10％；焦油、芳烃和气态烃经过进一步裂化可生成H2和CO；脱除焦油和芳烃的粗合成气继续脱除有害杂质；
3气体净化：
利用过滤器除去油烟粉尘；利用活性碳吸附床脱除碱金属；经过焦油重整后的合成气继续利用油洗涤塔进一步脱焦油及芳烃；利用水洗涤塔脱除HCl、HBr及HF；利用催化分解法去除氮化物、NH3和H2S；再经干法脱硫进行深度脱硫，最终使中的总硫小于0.02ppm，满足费托合成的要求；
4费托合成工艺：
采用固定床三级反应器串联形式工艺技术，合成压力为2.5～3.5MPa，操作温度在200～300℃，使用铁系和钴系催化剂进行费托合成。
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