CN102373065B - 一种固定床费托合成方法 - Google Patents

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Abstract

一种固定床费托合成方法。新鲜原料气H2和CO进入固定床费托合成反应器，通过装在笼式球体内的费托合成催化剂，并在费托合成催化剂的作用下进行费托合成反应。本发明提供的方法，解决了固定床费托合成催化剂床层的温度控制困难，由此产生的床层温差过大易超温，产品选择性差的问题；解决了固定床费托合成反应器压降高的缺点；解决了由于床层超温造成热点部位结焦而造成床层堵塞无法继续开工的问题。

Description

一种固定床费托合成方法
技术领域
本发明涉及一种固定床费托合成方法。
背景技术
固定床费托合成由于其操作简单、重质烃收率高的优点被作为费托合成技术开发的主要技术之一。固定床费托合成反应器的反应管内装填催化剂，反应原料在反应管内进行反应并放出热量，由于费托合成是一强放热反应，正常条件下床层存在较大的温度梯度，使得催化剂整体性能不能得到均匀发挥。当装置操作不当时，很容易引起床层出现热点，严重时会造成床层超温引起催化剂积炭结块、床层压降骤增，即使床层仅有少部分催化剂结块、大部分催化剂性能良好，也不得不将装置停工重新进行催化剂装填。催化剂装填是固定床费托合成开工过程中较为繁琐的一步工作，催化剂的重新装填很大程度上影响装置的开工率。另外与浆态床费托合成相比，固定床费托合成压降较高，通常情况下固定床反应器的压降是浆态床的4倍，由此很大程度上增加了装置操作的费用。
针对上述问题，US6942839中公开了一种费托合成方法，该方法采用含有氮气的合成气进行费托合成反应，可以较好的避免热点的出现。US7087191中公开了一种壳层催化剂的制备方法，通过采用壳层催化剂，也可以有效避免床层热点的出现。CN1736574A公开了一种无热点列管式固定床反应器。该反应器列管中的每支管采用套管结构，冷却介质同时流过内管管程和反应器壳程，可以较好地解决取热问题。
上述方法均可以在一定程度上解决反应放热和取热的矛盾问题，但当催化剂床层出现局部超温引起催化剂积炭结块后，则无法解决由床层压降骤增导致装置无法继续运转的问题，另外无法解决固定床反应器压降高的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：固定床费托合成反应器床层温度分布不均和固定床反应器床层压降过大的问题，以及当床层超温、局部催化剂结块带来的床层压降骤增使装置无法继续运转的问题。
本发明提供的方法，包括：
(1)新鲜原料气H2和CO进入固定床费托合成反应器；
(2)原料气与装在笼式球体内的费托合成催化剂接触，并在费托合成催化剂的作用下进行费托合成反应；
(3)费托合成反应器的反应流出物经过分离后，得到气体、液体烃类和水。
所述笼式球体为球形笼状空心结构，笼式球体笼网间距小于费托合成催化剂颗粒直径。
笼式球体外径与费托合成反应单管内径的比例为0.1∶1～1∶1。
所述装在笼式球体内的费托合成催化剂的体积与笼式球体内的体积比为0.1∶1～1∶1。
所述笼式球体的材质为不影响费托合成反应的金属或非金属材质。
所述费托合成催化剂为钴基费托合成催化剂和/或铁基费托合成催化剂。费托合成催化剂的颗粒直径为0.3～1.5mm；费托合成催化剂的颗粒长度为0.5～10mm，优选颗粒直径为0.3～1.0mm；颗粒长度为0.5～2mm。
费托合成反应条件为：操作压力0.5～6.0Mpa，反应温度150～350℃，气时空速200～10000h-1，H2/CO进料摩尔比1.7～3.0，气体循环比0～20。
本发明的优点：
(1)解决了固定床费托合成催化剂床层的温度控制困难，由此产生的床层温差过大易超温，产品选择性差的问题。
(2)解决了固定床费托合成反应器压降高的缺点。
(3)解决了由于床层超温造成床层局部结焦而造成床层堵塞无法继续开工的问题。
附图说明
图1为本发明所提供的固定床费托合成方法流程示意图。
图2为单反应管的局部示意图。
图3为单个笼式球体示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的方法予以进一步地说明，但并不因此而限制本发明。
图1为本发明所提供的固定床费托合成方法流程示意图。如图1所示，新鲜原料气H2和CO由管线1进入固定床费托合成反应器2，在反应管3内与装在笼式球体4内的费托合成催化剂6接触进行反应，费托合成反应器2通过汽包取热，来自管线8的锅炉水，经换热后得到锅炉水和蒸汽由管线9抽出。费托合成反应器2的反应流出物经管线5到气液分离系统10进行分离，分离所得的气体、液体烃类和水，分别经管线11、管线12和管线13抽出装置。
图2为单反应管的局部示意图。如图2所示，在反应管3内，装填笼式球体4。笼式球体为球形笼状空心结构，笼式球体外径小于等于费托合成反应单管内径。
图3是单个笼式球体示意图。如图3所示，在笼式球体4内装有费托合成催化剂6，其中笼式球体笼网间距小于费托合成催化剂颗粒直径。
下面的实施例将对本发明提供的方法予以进一步的说明，但并不因此而限制本发明。
实施例中所用的F-T合成催化剂的制备过程如下：
取氧化铝粉(山东铝厂)，滴加蒸馏水至初润湿，记下消耗水的体积，然后按Co含量27重量％计算，配制出硝酸钴浸渍液。接着以此溶液浸渍氧化铝至初润湿，静置8小时，然后于120℃干燥4小时，在马福炉内450℃焙烧4小时制得费托合成催化剂A。成品费托合成催化剂A的当量直径为1mm，长度为1～2mm。
实施例1
采用直径为25mm的反应管作为费托合成反应器，内装直径为6mm的笼式球体，每个笼式球体内装满费托合成催化剂A，其中笼式球体笼网间距小于费托合成催化剂颗粒直径，反应器内费托合成催化剂A总装量为150ml。试验通过汽包取热，试验过程中以拉温的方式考察床层温度分布。
费托合成反应条件：平均温度215℃、压力2.5MPa、反应器入口H/C摩尔比为2.0、合成气体积空速500h-1、循环比8。
反应器轴向温度分布情况、床层压降及费托合成反应效果见表1。
实施例2
采用直径为25mm的反应管作为费托合成反应器，内装直径为6mm的笼式球体，其中二分之一数量的笼式球体内装的催化剂A的量为笼式球体体积的一半，二分之一的笼式球体内装满催化剂A。反应器内催化剂A总装量为115ml。试验通过汽包取热，试验过程中以拉温的方式考察床层温度分布。
费托合成反应条件：平均温度215℃、压力3.0MPa、反应器入口H/C摩尔比为2.1、合成气体积空速500h-1、循环比7。
反应器轴向温度分布情况、床层压降及及费托合成反应效果见表1。
对比例1
采用直径为25mm的反应管作为费托合成反应器，内装150ml催化剂A。试验通过汽包取热，试验过程中以拉温的方式考察床层温度分布。
费托合成反应条件：平均温度215℃、压力2.5MPa、反应器入口H/C摩尔比为2.0、合成气体积空速500h-1、循环比8。
反应器轴向温度分布情况、床层压降及费托合成反应效果见表1。
从表1可以看出，在实施例1和实施例2中，以本发明所述方法进行费托合成反应，催化剂床层温差均低于2℃，费托合成反应效果较好，其中CH4选择性低于7mol％，C5+选择性高于87mol％。由对比例1可以看出，以常规的费托合成方法、在与实施例1和实施例2相同的操作温度下进行的试验，其床层温差达到6.6℃，由于床层存在热点，其选择性明显比实施例1和实施例2差。从床层压降看，由本发明进行的费托合成反应，其床层压降远低于常规费托合成方法。
表1
  实施例1   实施例2   对比例1
  反应管轴向温度
  最低温度点，℃   214.5   214.2   211.6
  最高温度点，℃   215.8   216.0   218.2
  床层温差，℃   1.3   1.8   6.6
  床层压降，kg/cm2   0.01   0.01   0.07
  合成反应效果
  CO转化率，mol％   87.26   89.08   89.61
  CH4选择性，mol％   6.82   6.23   10.62
  C5+选择性，mol％   87.39   88.27   81.81
实施例3
在实施例1的基础上，将循环比降为0，由于循环气量的大幅降低，导致床层超温，之后反应器通入氮气降温，温度降至170℃后，重新引入合成气，恢复超温前操作条件：平均温度215℃、压力2.5MPa、反应器入口H/C摩尔比为2.0、合成气体积空速500h-1、循环比8。恢复操作后反应器压降和反应效果见表4。
表4
Figure BSA00000235271200051
对比例2
在对比例1的基础上，将循环比降为0，由于循环气量的大幅降低，导致床层超温，之后反应器通入氮气降温，温度降至170℃后，重新引入合成气，在温度170℃、压力2.5MPa、反应器入口H/C摩尔比为2.0、合成气体积空速500h-1、循环比8的操作条件下，床层压降升至6.32kg/cm2，由于超温后床层压降过高，装置无法继续开工。
由实施例3和对比例2可以看出，采用本发明所述费托合成方法，床层压降大大低于常规费托合成方法。在装置超温局部积炭后，采用本发明所述方法，装置可以继续开工，但采用常规费托合成方法，床层超温即使局部积炭，也会导致床层压降大幅升高，致使装置停工。

Claims (5)

1.一种固定床费托合成方法，包括：
(1)新鲜原料气H2和CO进入固定床费托合成反应器；
(2)原料气与装在笼式球体内的费托合成催化剂接触，并在费托合成催化剂的作用下进行费托合成反应；
(3)费托合成反应器的反应流出物经过分离后，得到气体、液体烃类和水；
所述笼式球体为球形笼状空心结构，笼式球体笼网间距小于费托合成催化剂颗粒直径，笼式球体外径与费托合成反应单管内径的比例为0.1：1～1：1，所述装在笼式球体内的费托合成催化剂的体积与笼式球体内的体积比为0.1：1～1：1。
2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，所述费托合成催化剂为钴基费托合成催化剂和／或铁基费托合成催化剂。
3.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，所述费托合成催化剂的颗粒直径为0.3～1.5mm；费托合成催化剂的颗粒长度为0.5～10mm。
4.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，所述费托合成催化剂的颗粒直径为0.3～1.0mm；费托合成催化剂的颗粒长度为0.5～2mm。
5.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，费托合成反应条件为：操作压力0.5～6.0Mpa，反应温度150～350℃，气时空速200～10000h-1，H2／CO进料摩尔比1.7～3.0，气体循环比0～20。
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4444898A (en) * 1982-01-07 1984-04-24 University Patents, Inc. Heterocatalyst system
CN1977033A (zh) * 2004-06-16 2007-06-06 康帕克特Gtl有限公司 催化装置及用于进行费－托合成的方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4444898A (en) * 1982-01-07 1984-04-24 University Patents, Inc. Heterocatalyst system
CN1977033A (zh) * 2004-06-16 2007-06-06 康帕克特Gtl有限公司 催化装置及用于进行费－托合成的方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
石勇.费托合成反应器的进展.《化学技术与开发》.2008,第37卷(第5期),31-38.
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