CN102604677B - 一种高低温费托合成联产工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高低温费托合成联产工艺，其特征在于该工艺是将高温费托合成工艺和低温费托合成工艺耦合，采用一套煤气化、净化单元生产合成气，净化后的合成气(CO+H₂)以CO∶H₂不同比例分别进入高温费托合成单元和低温费托合成单元，将高温费托合成和低温费托合成单元获得的粗产品形成混合物流，根据不同粗产品特性进入后续油品深加工单元和烃类气体下游加工单元，生产汽油、柴油、合成润滑油、聚丙烯、聚乙烯、高附加值α-烯烃。本发明的工艺规避了油品市场受国际原油市场波动的不确定性，实现了以化学产品收益平衡油品收益，最终达到增强费托合成油品竞争力的目的。

Description

一种高低温费托合成联产工艺

技术领域

本发明涉及能源化工和煤化工技术领域，具体涉及一种高低温费托合成联产工艺，尤其涉及一种以煤炭为原料，油品、烯烃和化学品为目标产品的高低温费托合成联产工艺。

背景技术

随着我国航天航空工业、汽车工业的不断发展，我国对液体燃料的需求也在不断增加，预计2016年，我国汽油需求量将达250×10¹⁴bbl/d，2015年亚太地区柴油需求量将达406×10¹⁴bbl/d。煤炭间接液化技术一费托(F-T)合成作为合成液体燃料的重要技术手段在煤化工领域再次成为关注焦点。费托合成经过近1个世纪的发展，目前，经过完善的高温费托(HTFT)合成工艺操作条件为3 10～350℃、2.5Mpa，以汽油、烯烃为主要产品；低温费托(LTFT)合成工艺操作条件为210～250℃、2.5Mpa，以柴油、石脑油和蜡产品为主要产品。以山东兖矿为主要研究单位的高温费托合成产品经加工可得到汽油、柴油、石脑油、烯烃和含氧化合物；以中科合成为代表的低温费托合成主产品石蜡可加工成特种蜡或经加氢裂化/异构化生产优质柴油、润滑油基础油。尽管费托合成工艺的存在与发展主要是以生产液体燃料作为石油产品的有效补充，但以费托合成技术生产的汽油或柴油易受国际原油市场冲击，易随世界政治局势波动。同煤炭直接液化技术相比，费托合成技术生产的汽油和柴油质量远超当前市场所需油品品质，无硫、无氮、无杂质，但其生产成本要高于石油炼制生产的汽油和柴油。而企业生存的最高原则就是利润，如果没有合理的经济效益，再先进的工艺和技术也会被市场淘汰。同时，煤炭直接液化、煤制甲醇、煤制天然气等技术同样冲击着费托合成在煤化工领域的主导地位。因此，在当前社会需求和经济形势下，开发、构建以煤为原料生产石油补充燃料的工艺是未来液体燃料发展的有效举措。

目前，费托合成仅在南非Sasol公司和Shell公司商业化运行，但费托合成工艺在南非商业化运行并盈利是一个漫长的过程。在石油没有退出世界液体燃料支柱舞台的情况下，仅以生产油品为目的的费托合成企业必定是无法生存的。值得庆幸的是，费托合成工艺不仅可以生产油品，为世界液体燃料短缺提供有利补充，而且可以生产其他高附加值化学品，特别是高温费托合成工艺的产品多样性，可以在生产汽/柴油的同时生产石脑油/烯烃/含氧化合物。这些产品的有效补充是费托合成工艺保证盈利的基础，高低温费托合成联产在这一背景下应运而生。

20世纪50年代，Sasol公司结合南非能源结构，及当时国际能源局势，提出了高低温费托合成联产工艺构想。该联产工艺充分发挥了费托合成粗产品组成特点，极大的增加了液体燃料产量，但埋没了费托合成特有产品α-烯烃的特殊功能。

1996年，有文献根据当年国际原油情况得出如下结论：“根据当年原油价格，通过费托合成生产发动机燃料是没有利润的，费托合成的独特性在于其产品中线性α-烯烃的高含量。因此，线性烷烃、蜡、线性α-烯烃是费托合成市场的一个较好选择，从其他工艺，如乙烯齐聚仅能生产C₄以上的偶数碳烯烃，而费托合成除偶数碳烯烃外，还可以生产奇数C₅、C₇烯烃，而且，从汽油中分离出C₅～C₉的线性烯烃还可增加生于汽油的辛烷值。”

结合世界能源结构、我国汽油和柴油市场的供需能力，及费托合成工艺特点，Sasol公司联产工艺构想则与我国发展需求不相适宜。如果以汽油、柴油为主要产品，不仅会受到石油行业的牵绊，还会造成产品生产成本增加的问题。因此，要使产品具有垄断地位，产业链的设计过程应从产品特性出发，对产品工艺方案进行分析，得到工艺流程相对短、下游产品为市场需求较大的高端产品的方案，使其在固定投资相对较低情况下，得到相对较高的收益。如此看来，高低温费托合成联产汽油、柴油及化学品就成为煤炭间接液化工艺的主要核心思路。

发明内容

本发明提供了一种高低温费托合成联产工艺，其特征在于该工艺是将高温费托合成工艺和低温费托合成工艺耦合，采用一套煤气化、净化单元生产合成气，净化后的合成气(CO+H₂)以CO∶H₂不同比例分别进入高温费托合成单元和低温费托合成单元，将高温费托合成和低温费托合成单元获得的粗产品形成混合物流，根据不同粗产品特性进入后续油品深加工单元和烃类气体下游加工单元，生产汽油、柴油、合成润滑油、聚丙烯、聚乙烯、高附加值α-烯烃。

上述高低温费托合成联产工艺中，采用一套煤炭气化单元、气体净化单元和空分单元，利用合成原料相同的特点，充分利用相同的共用辅助设备。

上述高低温费托合成联产工艺中，煤炭气化单元用于以煤炭为原料的费托合成工艺中，将煤炭气化制备的CO和H₂粗合成气送入气体净化单元。

气体净化单元用于脱除粗合成气中的酸性气体和杂质，并将净化后的合成气(CO+H₂)送入费托合成单元，费托合成单元包括高温费托合成单元和低温费托合成单元。

高温费托合成单元和低温费托合成单元用于使合成气(CO+H₂)发生费托合成反应，生产烃类气体、低碳烃、低温冷凝物、高温冷凝物、含氧化合物、石蜡等产品，这些产品进入下游深加工单元。

下游加工单元包括烃类气体加工单元、油品深加工单元和含氧化合物下游加工单元中的一种或多种。

上述工艺中，烃类气体加工单元包括：乙烯下游加工单元、丙烯下游加工单元和丁烯下游加工单元，

其中乙烯下游加工单元以乙烯为原料生产高附加值化学品。丙烯下游加工单元以丙烯为原料生产高附加值化学品，丁烯下游加工单元用于生产乙烯、丙烯。

油品深加工单元包括：分馏单元，催化聚合单元，催化加氢单元，催化重整单元，α-烯烃分离单元和润滑油合成单元，

其中分馏单元，用于将高低温费托合成粗产品混合物分割成多个窄馏分段，实现后续加工的可操作性；催化聚合单元，用于低碳烃聚合生成高碳烃，以便生产高辛烷值汽油；催化加氢单元，用于经催化聚合单元所得高碳烃，及其他馏分段不饱和烃的加氢饱和，以便获得高品质汽油、柴油；催化重整单元，用于费托合成粗油品中部分烃类分子结构重排，以便获得高辛烷值汽油和高十六烷值柴油；α-烯烃分离单元，用于费托合成粗油品中α-烯烃的分离，以便获得高附加值α-烯烃；润滑油合成单元，用于C₁₀α-烯烃聚合生产优质合成润滑油；

含氧化合物加工单元包括：醛酮分离单元，醛酮加氢单元和杂醇脱水单元，

其中醛酮分离单元，用于低碳醛酮和高碳醛酮的分离，及醛酮混合物的分离，以便获得乙醛、丙醛、丙酮；醛酮加氢单元，用于高碳醛酮及无水杂醇加氢反应，用以生产高碳杂醇，获得乙醇、丙醇；杂醇脱水单元，用于脱除含氧化合物中的水，保证含氧化合物产品纯度。

上述工艺中，低碳烃、低温冷凝物、高温冷凝物、石蜡进入油品深加工单元进一步加工，用以生产汽/柴油等液体燃料和合成润滑油；含氧化合物进入含氧化合物下游加工单元进一步加工，用以生产乙醛、丙醛、丙酮、高碳杂醇等含氧化学品；

上述工艺中，丁烯下游加工单元包括催化裂解单元，催化裂解单元用于丁烯裂解生产乙烯和丙烯，用以扩大乙烯和丙烯产量；丙烯下游加工单元包括聚丙烯单元，聚丙烯单元用于丙烯进一步加工生产聚丙烯，提高丙烯产品附加值；乙烯下游加工单元包括：齐聚单元或聚乙烯单元，其中齐聚单元，用于乙烯发生链增长和链转移反应，生产C₄～C₈α-烯烃，为聚乙烯单元提供聚乙烯共聚单体；聚乙烯单元，用于乙烯与共聚单体生产聚乙烯，提高乙烯产品附加值。

上述工艺中，乙烯下游加工工艺包括两个方案，方案a，50wt％乙烯进入乙烯齐聚单元，用于生产C₄～C₁₀α-烯烃；50wt％乙烯进入聚乙烯加工单元，用于生产聚乙烯；或方案b，全部乙烯进入乙烯齐聚单元，用于生产C₄～C₁₀α-烯烃。

其中乙烯下游加工单元以乙烯为原料生产高附加值化学品。丙烯下游加工单元以丙烯为原料生产高附加值化学品。丁烯下游加工单元用于生产乙烯、丙烯。油品深加工单元用于费托合成粗油品中的低阱烃和高阱烃深加工，生产高辛烷值汽油、高十六烷值柴油、合成润滑油等油品及高附加值化学品。含氧化合物下游加工单元用于费托合成产品中的含氧化合物的深加工，生产高附加值化学品。

上述高低温费托合成联产工艺除了以高辛烷值汽油、高十六烷值柴油为主要费托产品外，充分利用高温费托合成重要产品之一的α-烯烃生产高附加值化学品，应用两套高低温费托合成联产烯烃分离及加工工艺，获得以高附加值化学品收益平衡的油品。

其中高低温费托合成联产烯烃分离及加工工艺是利用费托合成产品中的烯烃性质，进行费托合成产品中乙烯、丙烯、丁烯及α-烯烃的下游加工工艺。

具体的，高低温费托合成联产烯烃分离及加工工艺包括丁烯裂解单元、聚丙烯单元、聚乙烯单元、乙烯齐聚单元、α-烯烃分离单元和聚α-烯烃合成单元中的一种或多种。

其中丁烯裂解单元用于将丁烯裂解为丙烯和乙烯，增加乙烯、丙烯产量。聚丙烯单元用于费托合成单元尾气经脱碳单元、深冷单元、精馏单元、分离单元获得的丙烯，以及丁烯裂解获得的丙烯进行聚合反应，生产聚丙烯。聚乙烯单元用于费托合成单元尾气经脱碳单元、深冷单元、精馏单元、分离单元获得的乙烯，以及丁烯裂解获得的乙烯进行聚合反应，生产聚乙烯。乙烯齐聚单元，用于费托合成单元尾气经脱碳单元、深冷单元、精馏单元、分离单元获得的乙烯，以及丁烯裂解获得的乙烯进行齐聚反应，生产直链α-烯烃，提高α-烯烃产量。其中α-烯烃中的C₁₀α-烯烃进入聚合加氢饱和单元生产润滑油基础油，C₄～C₈偶数碳α-烯烃作为聚乙烯共聚单体、增塑剂醇等有机化工产品原料。

α-烯烃分离单元用于分离费托合成的液体粗产品，以及乙烯齐聚单元生产的直链α-烯烃。分离后的各馏分段α-烯烃进入后续下游加工单元，提高产品附加值。

聚α-烯烃(PAO)合成单元，用于经费托合成分离出的直链α-烯烃生产聚α-烯烃(PAO)，生产高端合成润滑油。

上述工艺中，乙烯的下游加工工艺包括两个方案。方案a，50wt％乙烯进入乙烯齐聚单元，用于生产C₄～C₁₀α-烯烃；50 wt％乙烯进入聚乙烯加工单元，用于生产聚乙烯；方案b，全部乙烯进入乙烯齐聚单元，用于生产C₄～C₁₀α-烯烃。

其中乙烯齐聚单元中，乙烯齐聚反应生产的直链α-烯烃产物分布范围窄，为C₄～C₁₀偶数碳α-烯烃，所得α-烯烃产品作为聚乙烯共聚单体、合成润滑油、增塑剂醇等有机化工产品原料。

上述工艺中，α-烯烃分离单元可一步实现费托合成工艺中α-烯烃和内烯烃的分离，分离出高附加值α-烯烃，用于生产优质合成润滑油，及高附加值化学品。具体工艺可参见US 6559349 B1，此处引用该专利全文作为本发明的参考。

上述工艺中，聚α-烯烃(PAO)合成单元用于生产C₁₀α-烯烃的三聚物和四聚物，生产优质合成润滑油。

具体的，本发明的上述高低温费托合成联产工艺包括如下步骤：

A、煤炭经过气化单元获得粗合成气，并将粗合成气送入净化单元；

B、粗合成气经气体净化单元脱除其中的酸性气体及杂质，并将获得的合成气(CO+H₂)送入费托合成单元；

C、费托合成单元产生的尾气经脱碳、深冷分离获得烃类气体和低碳烃，并将烃类气体送入烃类气体加工单元，低碳烃进入油品深加工单元；

D、费托合成单元获得的高温冷凝物、低温冷凝物进入油品深加工单元；

E、费托合成获得的含氧化合物进入含氧化合物加工单元；

F、烃类气体中的丁烯经催化裂解单元增产乙烯和丙烯；丁烯裂解获得的丙烯和费托合成生产的丙烯一起进入聚丙烯单元，生产聚丙烯，提高丙烯产品附加值；

G、丁烯裂解获得的乙烯和费托合成生产的乙烯的加工方案有为：

a.50wt％乙烯进入齐聚单元，用以增产C₄～C₁₀α-烯烃；50wt％C₄～C₈α-烯烃进入聚乙烯单元，用以生产加工聚乙烯；或

b.全部乙烯进入齐聚单元，用于生产C₄～C₁₀α-烯烃；

H、乙烯经齐聚单元获得的1-丁烯作为费托联产终产品，1-己烯、1-辛烯烃进入油品深加工单元；

I、费托合成获得的低阱烃经分馏切割成5个馏分段：

a.C₅/C₆馏分段，及除乙烯、丙烯、丁烯外的烃类气体经催化聚合单元获得的C₅/C₆馏分段，一起进入α-烯烃分离单元，获得的1-己烯和乙烯齐聚获得的1-己烯共同作为该工艺终产品，该馏分段除1-己烯外的烃类产品连同催化聚合单元获得的其他烃类产品，一起进入催化加氢单元生产汽油；

b.C₇/C₈/C₉馏分段经α-烯烃分离获得的1-辛烯同乙烯齐聚获得的1-辛烯一起作为该工艺终产品，除1-辛烯外其他烃类化合物进入加氢单元；

c.C₁₀馏分段经α-烯烃分离获得的1-癸烯经润滑油合成单元生产优质合成润滑油，该馏分段其他烃类化合物同b中的其他烃类化合物一同进入加氢单元和催化重整单元，用以生产重整汽油和轻柴油；

d.柴油馏分段和尾油馏分段与高阱烃一同加工；

J、费托合成单元获得的高阱烃经α-烯烃分离单元获得偶数碳直链α烯烃，除1-癸烯进入润滑油合成单元外，其他偶数碳α-烯烃均作为该工艺终产品；除偶数碳α-烯烃外，该馏分段其他烃类化合物与低温冷凝物中的尾油和柴油馏分段进入加氢处理单元、选择裂化单元，用以生产汽油、柴油和蜡油；

K.费托合成获得的反应水进入初分精馏单元、杂醇脱水单元、醛酮分离单元、醛酮加氢单元，用以生产乙醛、丙醛、丙酮、高碳杂醇、乙醇、丙醇和有机酸。

上述步骤C中，费托合成单元包括高温费托单元和低温费托合成单元，高低温费托合成联产比例以2/3衡算，即高温费托合成联产规模500万吨，其中高温费托合成油品200万吨，低温费托合成油品300万吨。

上述步骤D中，低温冷凝物和高温冷凝物物流分析以高温费托合成规模衡算。

上述步骤F～G为本发明提出的两套高低温费托合成联产烯烃分离及加工工艺。此两套工艺的差异在于乙烯下游加工单元：加工方案a为50 wt％乙烯进入乙烯齐聚单元，50 wt％乙烯进入聚乙烯单元；加工方案b为乙烯全部进入乙烯齐聚单元。

本发明的上述工艺及操作单元，该工艺利用合成原料的相同特点，充分利用相同共用设备，实现设备品质和数量的简化，达到降低工艺固定投资目的，同时通过生产合成润滑油及高附加值化学品，以化学品收益平衡油品收益，规避油品市场因国际石油市场波动带来的不确定性。

本发明结合国际能源局势及我国液体燃料市场供需关系，利用高温费托合成和低温费托合成产品特性，提出了一种以油品、烯烃和化学品为目标产品的高低温费托合成联产工艺，并针对费托合成高产烯烃的特点，设计两套高低温费托合成联产烯烃分离及加工工艺，此工艺规避了油品市场受国际原油市场波动的不确定性，实现了以化学产品收益平衡油品收益，最终达到增强费托合成油品竞争力的目的。

本发明有益效果

利用本发明，煤炭经气化单元、净化单元获得的合成气(CO+H₂)分别进入高温费托合成单元和低温费托合成单元，即高温费托合成单元和低温费托合成单元共用一套气化和净化单元，且高低温费托合成粗产品共同加工处理。本发明充分利用了共用辅助工程和产品精制设备，实现了工艺设备品质和数量的简化，降低了工艺的固定投资。

本发明充分发挥了高温费托合成富含的α-烯烃的工业应用价值。利用α-烯烃分离单元，分离出高低温费托合成联产粗产品中高附加值的偶数碳α-烯烃。通过高附加值α-烯烃作为费托合成联产工艺的化学品，以其收益平衡费托合成生产的汽油、柴油收益，提高了费托合成油品在油品市场上与石化行业的竞争力。

本发明利用费托合成富产α-烯烃的优势，通过α-烯烃分离单元获得1-癸烯。1-癸烯进入润滑油合成单元用于生产优质合成润滑油。此操作工段不仅充分体现了1-癸烯的工业应用价值，改变了石化行业在润滑油生产领域的垄断地位，提高了我国合成润滑油品质及产量，而且丰富了费托合成油品种类，增强了费托合成在煤化工领域的竞争力。

利用本发明，在不改变费托合成以汽油、柴油为主要产品的前提下，充分发挥了α-烯烃、含氧化合物等高温费托合成特色，获得了α-烯烃、含氧化合物等高附加值化学品，及优质合成润滑油。本发明在发明设计过程中，本着投资少、收益高、风险低、市场前景佳的原则，缩短、简化联产工艺产业链，而产品处于产业链高端，规避了具有垄断性的产品受政策和市场环境波动带来的不利影响，实现了以化学品收益平衡油品收益，对于缓解我国能源供应紧张局面、促进洁净煤技术的发展具有重要意义。

附图说明

图1为本发明提供的高低温费托合成联产工艺流程示意图。

图2为本发明提供的高低温费托合成联产中烯烃加工方案a示意图。

图3为本发明提供的高低温费托合成联产中烯烃加工方案b示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清晰，以下结合实例，参照附图，对本发明进行详细说明。

图1是高低温费托合成联产工艺。煤炭经气化单元1、净化单元2获得的合成气(CO+H₂)进入费托合成单元3。费托合成单元3产生的尾气，经脱碳单元4、深冷分离单元5获得烃类气体。其中丁烯进入催化裂解单元6，用于增产丙烯和乙烯；丙烯进入聚丙烯单元7，合成聚丙烯；乙烯则进入齐聚单元8、聚乙烯单元9，用于生产α-烯烃和聚乙烯，乙烯加工具体工艺方案见图2和图3。除乙烯、丙烯、丁烯外的其他烃类气体进入油品深加工单元，用于生产汽油。费托合成单元3获得的低阱烃经分馏单元10切割成不同馏分段，其中C₅/C₆、C₇/C₈/C₉、C₁₀馏分段分别经α-烯烃分离15、16、17获得1-己烯、1-辛烯和1-癸烯，1-己烯和1-辛烯作为费托合成联产工艺终产品，1-癸烯进入润滑油合成单元11用于生产优质合成润滑油；C₅/C₆馏分段除1-己烯外进入催化加氢单元12用于生产汽油；C₇/C₈/C₉和C₁₀馏分段除1-辛烯和1-癸烯外均进入加氢单元13和催化重整单元14，用于生产优质汽油和柴油；柴油馏分段和尾油馏分段同费托合成油高阱烃部分一起处理。费托合成单元3获得的高阱烃经α-烯烃分离1 8获得1-丁烯、1-己烯、1-辛烯和1-癸烯，四种烯烃处理方法同低阱烃获得的烯烃处理方法相同；高阱烃除上述四种烯烃外，同低阱烃部分的柴油馏分段和尾油馏分段进入加氢处理单元19和选择裂化单元20，用于生产汽油、柴油和蜡油。

图2是高低温费托合成烯烃分离及加工方案a。丁烯经裂解增产乙烯和丙烯。丁烯裂解的丙烯同高低温费托合成联产的丙烯用于生产聚丙烯。丁烯裂解的乙烯同高低温费托合成联产的乙烯一起进入后续加工单元。进入齐聚单元的乙烯与进入聚乙烯单元的乙烯的物流比为1∶1。乙烯齐聚获得的1-丁烯、1-己烯、1-辛烯同费托合成联产工艺获得的1-丁烯、1-己烯、1-辛烯一起进入后续加工单元。三种烯烃一部分作为聚乙烯共聚单体同乙烯进入聚乙烯单元，用于生产聚乙烯；另一部分则作为高低温费托合成联产工艺高附加值化学品。进入聚乙烯单元的聚乙烯和共聚单体比例为9∶1(摩尔比)。乙烯齐聚获得的1-癸烯同高低温费托合成联产工艺获得的1-癸烯共同进入润滑油合成单元，用于生产优质合成润滑油。

图3是高低温费托合成烯烃分离及加工方案b。丁烯和丙烯以及1-癸烯的下游加工处理方法同高低温费托合成烯烃分离加工方案a。此方案放弃了聚乙烯单元。在加工方案b中，丁烯裂解的乙烯同高低温费托合成联产的乙烯一起进入乙烯齐聚单元，用于生产高附加值化学品一α-烯烃。1-癸烯下游加工方式同高低温费托合成烯烃分离及加工方案1。

实施例1：

以下各物流分析及经济分析均按照高低温费托合成年产500万吨油品，高低温联产以2∶3方式组合。α-烯烃在产品总量中的份额按照40wt％计算。乙烯、丙烯、丁烯在产品中的比例均以文献报道数据为依据。工艺中α-烯烃分离效率为90％。该实施例中未提到的技术特征采用高温费托合成和低温费托合成中常规使用的技术，如催化剂、反应温度、压力等条件均为常规技术等，其在一定范围内变化对本发明的工艺效果也没有影响，在本实施例中未逐一描述。

实施例中的具体的相关工艺流程参见图1-3。

具体的，高低温费托合成联产工艺包括如下步骤：

A、煤炭经过气化单元获得粗合成气，并将粗合成气送入净化单元；

B、粗合成气经气体净化单元脱除其中的酸性气体及杂质，并将获得的合成气(CO+H₂)送入费托合成单元；

C、费托合成单元产生的尾气经脱碳、深冷分离获得烃类气体和低碳烃，并将烃类气体送入烃类气体加工单元，低碳烃进入油品深加工单元；

D、费托合成单元获得的高温冷凝物、低温冷凝物进入油品深加工单元；

E、费托合成获得的含氧化合物进入含氧化合物加工单元；

F、烃类气体中的丁烯经催化裂解单元增产乙烯和丙烯；丁烯裂解获得的丙烯和费托合成生产的丙烯一起进入聚丙烯单元，生产聚丙烯，提高丙烯产品附加值；

G、丁烯裂解获得的乙烯和费托合成生产的乙烯的加工方案有为：

a.乙烯50wt％进入齐聚单元，用以增产C₄～C₁₀α-烯烃；50wt％C₄～C₈α-烯烃进入聚乙烯单元，用以生产加工聚乙烯；或

b.全部乙烯进入齐聚单元，用于生产C₄～C₁₀α-烯烃；

H、乙烯经齐聚单元获得的1-丁烯作为费托联产终产品，1-己烯、1-辛烯烃进入油品深加工单元；

I、费托合成获得的低阱烃经分馏切割成5个馏分段：

a.C₅/C₆馏分段，及除乙烯、丙烯、丁烯外的烃类气体经催化聚合单元获得的C₅/C₆馏分段，一起进入α-烯烃分离单元，获得的1-己烯和乙烯齐聚获得的1-己烯共同作为该工艺终产品，该馏分段除1-己烯外的烃类产品连同催化聚合单元获得的其他烃类产品，一起进入催化加氢单元生产汽油；

b.C₇/C₈/C₉馏分段经α-烯烃分离获得的1-辛烯同乙烯齐聚获得的1-辛烯一起作为该工艺终产品，除1-辛烯外其他烃类化合物进入加氢单元；

c.C₁₀馏分段经α-烯烃分离获得的1-癸烯经润滑油合成单元生产优质合成润滑油，该馏分段其他烃类化合物同b中的其他烃类化合物一同进入加氢单元和催化重整单元，用以生产重整汽油和轻柴油；

d.柴油馏分段和尾油馏分段与高阱烃一同加工；

J、费托合成单元获得的高阱烃经α-烯烃分离单元获得偶数碳直链α烯烃，除1-癸烯进入润滑油合成单元外，其他偶数碳α-烯烃均作为该工艺终产品；除偶数碳α-烯烃外，该馏分段其他烃类化合物与低温冷凝物中的尾油和柴油馏分段进入加氢处理单元、选择裂化单元，用以生产汽油、柴油和蜡油；

K.费托合成获得的反应水进入初分精馏单元、杂醇脱水单元、醛酮分离单元、醛酮加氢单元，用以生产乙醛、丙醛、丙酮、高碳杂醇、乙醇、丙醇和有机酸。

上述步骤C中，费托合成单元包括高温费托单元和低温费托合成单元，高低温费托合成联产比例以2/3衡算，即高温费托合成联产规模500万吨，其中高温费托合成油品200万吨，低温费托合成油品300万吨。

上述步骤D中，低温冷凝物和高温冷凝物物流分析以高温费托合成规模衡算。

上述步骤F～G为本发明提出的两套高低温费托合成联产烯烃分离及加工工艺。此两套工艺的差异在于乙烯下游加工单元：加工方案a为50wt％乙烯进入乙烯齐聚单元，50wt％乙烯进入聚乙烯单元；加工方案b为乙烯全部进入乙烯齐聚单元。

上述步骤F中，烃类气体量以高低温联产规模衡算，其中乙烯14.91万吨，丙烯30.31万吨，丁烯15.59万吨。丁烯裂解后分别获得11.47万吨乙烯，3.43万吨丙烯。共有33.74万吨丙烯用以生产聚丙烯，约获得30万吨聚丙烯。

上述步骤G、I、J中，α-烯烃分离效率为90％。

上述步骤G中，乙烯加工方案：a.乙烯进入齐聚单元和聚乙烯单元的比例为1∶1，即13万吨乙烯进入齐聚单元，可获得11.3万吨C4～C10α-烯烃，再经α-烯烃分离单元，可获得4.37万吨1-丁烯，3.26万吨1-己烯，2.13万吨1-辛烯，1.42万吨1-癸烯；13万吨乙烯进入聚乙烯单元，约可获得14万吨聚乙烯；b.26万吨乙烯全部进入齐聚单元，再经α-烯烃分离单元，可获得8.77万吨1-丁烯，6.53万吨1-己烯，4.28万吨1-辛烯，2.85万吨1-癸烯。

上述步骤I、J中，各馏分段经α-烯烃分离单元可共获得0.52万吨1-丁烯，1.84万吨1-己烯，2.06万吨1-辛烯，1.73万吨1-癸烯。

上述步骤I、J，及上述步骤G中乙烯a加工工艺，共获得4.54万吨1-丁烯，4.75万吨1-己烯，3.84万吨1-辛烯，3.1 5万吨1-癸烯，其中1-癸烯进入润滑油合成单元，可获得3.1万吨合成润滑油。

上述步骤I、J，及上述步骤G中乙烯b加工工艺，共获得9.29万吨1-丁烯，8.37万吨1-己烯，6.34万吨1-辛烯，4.58万吨1-癸烯，其中1-癸烯进入润滑油合成单元，可获得4万吨合成润滑油。

高低温费托合成联产各物流分布情况，见表1。

表1高低温费托合成联产物流分布单位：万吨

高温费托合成中直链α-烯烃含量，见表2。

表2高温费托合成直链α-烯烃含量

高低温费托合成联产烯烃分离及加工方案中费托合成粗产品经α-烯烃分离获得的α-烯烃含量均以高温费托合成衡算。

高低温费托合成联产烯烃分离及加工方案a和b中各物流分布情况及产品产量，见表3。

表3高低温费托合成联产烯烃分离及加工方案物流分布及产品产量单位：万吨

根据产品市场价格对高低温费托合成联产工艺烯烃分离及加工工艺进行粗略估算。

高低温费托合成联产工艺烯烃分离及加工方案经济分析，见表4。

表4高低温费托合成联产烯烃分离及加工方案a、b的经济性分析

费托合成联产经济性分析不包括含氧化合物分离及下游加工工艺，且缺乏企业运行年限、净现值、贷款利率、内部收益率等数据。仅以总投资减去当年收益费托合成联产经济性进行粗略分析，总投资也是一个假设值。

高低温费托合成联产的经济性分析，见表5。

表5高低温费托合成联产的经济性分析(基于方案a、b)

Claims (6)

1.一种高低温费托合成联产工艺，其特征在于该工艺是将高温费托合成工艺和低温费托合成工艺耦合，采用一套煤气化、净化单元生产合成气，净化后的合成气以CO:H₂不同比例分别进入高温费托合成单元和低温费托合成单元，所述高温费托合成单元和低温费托合成单元用于使合成气中的CO和H₂发生费托合成反应，生产包括烃类气体、低碳烃、低温冷凝物、高温冷凝物、含氧化合物和石蜡产品，将高温费托合成和低温费托合成单元获得的粗产品形成混合物流，根据不同粗产品特性进入下游加工单元，用于生产汽油、柴油、合成润滑油、聚丙烯、聚乙烯、高附加值α-烯烃；

下游加工单元包括烃类气体下游加工单元、油品深加工单元和含氧化合物下游加工单元中的一种或多种；

所述低碳烃、低温冷凝物、高温冷凝物、石蜡进入油品深加工单元进一步加工，用以生产液体燃料，和合成润滑油，其中液体燃料包括汽/柴油；含氧化合物进入含氧化合物下游加工单元进一步加工，用以生产含氧化学品，包括乙醛、丙醛、丙酮、高碳杂醇；

所述烃类气体下游加工单元包括：乙烯下游加工单元、丙烯下游加工单元和丁烯下游加工单元，

其中乙烯下游加工单元以乙烯为原料生产高附加值化学品，丙烯下游加工单元以丙烯为原料生产高附加值化学品，丁烯下游加工单元用于生产乙烯、丙烯；

油品深加工单元包括：分馏单元，催化聚合单元，催化加氢单元，催化重整单元，α-烯烃分离单元和润滑油合成单元，

其中分馏单元，用于将高低温费托合成粗产品混合物分割成多个窄馏分段，实现后续加工的可操作性；催化聚合单元，用于低碳烃聚合生成高碳烃，以便生产高辛烷值汽油；催化加氢单元，用于经催化聚合单元所得高碳烃，及其他馏分段不饱和烃的加氢饱和，以便获得高品质汽油、柴油；催化重整单元，用于费托合成粗油品中部分烃类分子结构重排，以便获得高辛烷值汽油和高十六烷值柴油；α-烯烃分离单元，用于费托合成粗油品中α-烯烃的分离，以便获得高附加值α-烯烃；润滑油合成单元，用于C₁₀α-烯烃聚合生产优质合成润滑油；

含氧化合物下游加工单元包括：醛酮分离单元，醛酮加氢单元和杂醇脱水单元，

其中醛酮分离单元，用于低碳醛酮和高碳醛酮的分离，及醛酮混合物的分离，以便获得乙醛、丙醛、丙酮；醛酮加氢单元，用于高碳醛酮及无水杂醇加氢反应，用以生产高碳杂醇，获得乙醇、丙醇；杂醇脱水单元，用于脱除含氧化合物中的水，保证含氧化合物产品纯度。

2.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于高低温费托合成联产工艺采用一套煤炭气化单元和气体净化单元，利用合成原料相同的特点，充分利用相同的共用辅助设备。

3.根据权利要求2所述的工艺，其特征在于高低温费托合成联产工艺中，煤炭气化单元用于以煤炭为原料的费托合成工艺中，将煤炭气化制备的CO和H₂粗合成气送入气体净化单元，气体净化单元用于脱除粗合成气中的酸性气体和杂质，并将净化后的合成气CO和H₂送入费托合成单元，费托合成单元包括高温费托合成单元和低温费托合成单元。

4.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于丁烯下游加工单元包括催化裂解单元，催化裂解单元用于丁烯裂解生产乙烯和丙烯，用以扩大乙烯和丙烯产量；丙烯下游加工单元包括聚丙烯单元，聚丙烯单元用于丙烯进一步加工生产聚丙烯，提高丙烯产品附加值；乙烯下游加工单元包括：齐聚单元或聚乙烯单元，其中齐聚单元，用于乙烯发生链增长和链转移反应，生产C₄～C₈α-烯烃，为聚乙烯单元提供聚乙烯共聚单体；聚乙烯单元，用于乙烯与共聚单体生产聚乙烯，提高乙烯产品附加值。

5.根据权利要求4所述的工艺，其中乙烯下游加工工艺包括两个方案，方案a，50wt%乙烯进入乙烯齐聚单元，用于生产C₄～C₁₀α-烯烃；50wt%乙烯进入聚乙烯加工单元，用于生产聚乙烯；或方案b，全部乙烯进入乙烯齐聚单元，用于生产C₄～C₁₀α-烯烃。

6.一种高低温费托合成联产工艺，其特征在于该工艺包括如下步骤：

A、煤炭经过气化单元获得粗合成气，并将粗合成气送入净化单元；

B、粗合成气经气体净化单元脱除其中的酸性气体及杂质，并将获得的合成气以CO:H₂不同比例分别进入高温费托合成单元和低温费托合成单元；

C、费托合成单元产生的尾气经脱碳、深冷分离获得烃类气体和低碳烃，并将烃类气体送入烃类气体加工单元，低碳烃进入油品深加工单元；

D、费托合成单元获得的高温冷凝物、低温冷凝物进入油品深加工单元；

E、费托合成获得的含氧化合物进入含氧化合物加工单元；

F、烃类气体中的丁烯经催化裂解单元增产乙烯和丙烯；丁烯裂解获得的丙烯和费托合成生产的丙烯一起进入聚丙烯单元，生产聚丙烯，提高丙烯产品附加值；

G、丁烯裂解获得的乙烯和费托合成生产的乙烯的加工方案有为：

a.50wt%乙烯进入齐聚单元，用以增产C₄～C₁₀α-烯烃；50wt%乙烯连同一部分C₄～C₈α-烯烃进入聚乙烯单元，用以生产加工聚乙烯；或

b.全部乙烯进入齐聚单元，用于生产C₄～C₁₀α-烯烃；

H、乙烯经齐聚单元获得的1-丁烯作为费托联产终产品，1-己烯、1-辛烯烃进入油品深加工单元；

I、费托合成获得的低碳烃经分馏切割成5个馏分段：

a.C₅/C₆馏分段，及除乙烯、丙烯、丁烯外的烃类气体经催化聚合单元获得的C₅/C₆馏分段，一起进入α-烯烃分离单元，获得的1-己烯和乙烯齐聚获得的1-己烯共同作为该工艺终产品，该馏分段除1-己烯外的烃类产品连同催化聚合单元获得的其他烃类产品，一起进入催化加氢单元生产汽油；

b.C₇/C₈/C₉馏分段经α-烯烃分离获得的1-辛烯同乙烯齐聚获得的1-辛烯一起作为该工艺终产品，除1-辛烯外其他烃类化合物进入加氢单元；

c.C₁₀馏分段经α-烯烃分离获得的1-癸烯经润滑油合成单元生产优质合成润滑油，该馏分段其他烃类化合物同b中的其他烃类化合物一同进入加氢单元和催化重整单元，用以生产重整汽油和轻柴油；

d.柴油馏分段和尾油馏分段与高碳烃一同加工；

J、费托合成单元获得的高碳烃经α-烯烃分离单元获得偶数碳直链α烯烃，除1-癸烯进入润滑油合成单元外，其他偶数碳α-烯烃均作为该工艺终产品；除偶数碳α-烯烃外，该馏分段其他烃类化合物与低温冷凝物中的尾油和柴油馏分段进入加氢处理单元、选择裂化单元，用以生产汽油、柴油和蜡油；

K.费托合成获得的反应水进入初分精馏单元、杂醇脱水单元、醛酮分离单元、醛酮加氢单元，用以生产乙醛、丙醛、丙酮、高碳杂醇、乙醇、丙醇和有机酸。

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