CN103111241A - 一种低温浆态床费托合成系统及其分离工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种低温浆态床费托合成系统及其分离工艺，系统包括：至少一个低温浆态床费托合成反应器；至少一个换热器，用于部分冷却来自反应器的气态产物，并使一部分气态产物冷凝；至少一个气-浆液分离器，用于将上述冷凝产物与其它气态产物和/或蒸汽相分离；和至少一个气-液分离系统，用于将上述其它气态产物和/或蒸汽分离为可冷凝液态产物和不可冷凝气态产物，其中，上述换热器和气-液分离器位于反应器之外，由气态产物和/或蒸汽夹带的催化剂细颗粒和/或粉尘在气-液分离器中随由换热器冷凝的产物一起实现与其它气态产物和/或蒸汽相分离，从而使得催化剂细颗粒和/或粉尘即不会存在于费托蜡产物中，也不会存在于可冷凝液态产物中。

Description

一种低温浆态床费托合成系统及其分离工艺

技术领域

本发明涉及一种低温浆态床费托合成系统及其分离工艺，特别是涉及一种既能有效分离催化剂细颗粒和/或粉尘、又能提高系统热效率的低温浆态床费托合成系统及其分离工艺。

背景技术

费托合成在二十世纪20年代由德国化学家Fischer和Tropsch共同发现，是合成气（CO+H₂）转化为烃的主要途径。上世纪50年代，南非Sasol公司实现了费托合成的大规模工业化生产，其反应器经历最初固定床反应器、循环流化床反应器以及固定流化床反应器，直至上世纪90年代，应用了最新的浆态床反应器，特别是浆态鼓泡床反应器。

浆态床反应器具有生产效率高、反应传热好、温度分布均匀等优点，适用于低温费托合成，但是，由于费托合成是强放热反应，为了防止反应器过热或出现集中、连片的热点，通常在浆态床反应器的内部空间会布置大量金属换热构件，以便汲取或除去多余的反应热，将反应温度控制在合理的范围内，而在浆态床反应器中，催化剂颗粒呈悬浮的状态运动，这样，催化剂颗粒会与上述金属换热构件发生摩擦或撞击，从而可能导致其粉化或物理磨损，同时费托合成催化剂也存在化学磨损的可能性，因此，在浆态床反应器中，费托合成催化剂颗粒会形成粒径在30微米以下的细颗粒和/或粉尘，所述催化剂细颗粒和/或粉尘不仅使产品、例如费托蜡和/或馏分油中的固含量居高不下，而导致它们质量下降，而且还会阻塞费托合成系统中的过滤构件而导致系统停车，更为重要的是：由于这些催化剂细颗粒和/或粉尘粒径太小，当它们存在于费托蜡和/或馏分油中时，与费托蜡和/或馏分油产生很强的分子间引力、例如范德华力，再加之费托蜡和/或馏分油有相当的粘度，因此，将这些催化剂细颗粒和/或粉尘从费托蜡和/或馏分油中分离出来就变得极其困难，甚至在某些情况下变得不可能。

所以，在浆态床费托合成系统及其工艺中，如何有效分离催化剂细颗粒和/或粉尘、或使费托蜡和/或馏分油中不含这些催化剂细颗粒和/或粉尘是困扰这个行业多年的技术难题。

浆态床费托合成工艺通常如下：合成气从浆态床反应器底部进入气-液-固三相反应物流形成的浆态床层中，在为固体颗粒的催化剂作用下发生费托合成反应，生成的费托蜡从反应器中下部抽出，未反应掉的合成气原料和在反应条件下为气态的产物以及蒸汽从反应器顶部流出。流出后的气态混合物先通过气-液分离系统被分离为可冷凝液态产物和不可冷凝气态产物，可冷凝液态产物作为费托合成粗产品进入后续精制单元和异构裂化单元中进行加氢精制和加氢异构裂化；经气-液分离系统回收净化后的气体一部分作为尾气排出系统，另一部分作为系统循环气（有时是分离出的未反应掉的合成气原料）与合成气进料混合，重新进入反应器中继续进行费托合成反应。

实际上，在上述气-液分离系统中，进行有效分离的是液态产物和气态产物以及未反应掉的合成气原料，但是，这些物质在未被分离前还含有部分所夹带的催化剂细颗粒和/或粉尘，这样，这些催化剂细颗粒和/或粉尘就会存在于上述液态产物中，所以，上述气-液分离实际上是气相与液相和固相的分离，而非气-液-固三相的分离。

在包括Sasol公司发明的SSPD工艺在内的传统浆态床费托合成系统和工艺中，并没有针对由上述气态产物和/或蒸汽夹带的催化剂细颗粒和/或粉尘的分离步骤或分离单元，一般情况下，由浆态床费托合成反应器顶部流出的气态产物和/或蒸汽都是直接进入了上述气-液分离系统中进行气-液分离，这样，上述液态产物中必然含有一定量的催化剂细颗粒和/或粉尘，进而导致其固含量过高、质量下降，而进一步分离又变得极其困难。

为了解决这一问题，有人曾尝试将上述催化剂细颗粒和/或粉尘保留在反应器中，即在反应器内部空间靠近气态产物出口的地方布置气-固分离器，将气态产物所夹带的催化剂细颗粒和/或粉尘以及少量的费托蜡分离出来，并将它们返回到反应器的反应区中，但这样又带来了另外的问题，那就是它们进入到系统的过滤构件中并阻塞这些过滤构件、例如抽蜡装置，而导致过滤负荷增加或系统停车；如果这些催化剂细颗粒和/或粉尘通过了系统的过滤构件，它们就会存留在反应器所排出的费托蜡产物中，同样，导致费托蜡产物中固体杂质过多、质量下降，为了提纯和精制，和上述液态产物一样，还需要进行进一步分离，但这种分离是极其困难的。

例如、CN201735386U公开了一种用于费托合成的浆态床反应器，如其图1所示，这种反应器就在其内部设置了旋风机（气-固分离器），以试图将所述催化剂细颗粒和/或粉尘保留在反应器中，因此，这种反应器不可避免地存在上述问题。

CN101979468A和CN102746870A分别公开了一种低碳排放的费托合成反应工艺和一种费托合成工艺，但未具体指出它们是否是浆态床费托合成工艺，更未涉及催化剂细颗粒和/或粉尘的有效分离。

因此，研制或开发一种既能有效分离催化剂细颗粒和/或粉尘、使费托合成产物中不含这些细颗粒和/或粉尘、又能防止系统过滤构件堵塞、并提高系统热效率的低温浆态床费托合成系统及其工艺是非常有现实意义的。

本发明致力于解决上述现有技术中存在的技术问题，并提供能够解决上述技术难题和达到上述目的的低温浆态床费托合成系统及其工艺。

发明内容

根据本发明第一方面，提供一种低温浆态床费托合成系统，包括：

至少一个低温浆态床反应器，包括合成气原料底部入口、气态产物和/或蒸汽顶部出口和费托蜡产物中部或下部出口，其中，气-液-固三相反应物流在该反应器中进行低温费托合成反应；

至少一个换热器，用于部分冷却来自上述反应器的气态产物，并使其中一部分气态产物冷凝；

至少一个气-液分离器，用于将上述冷凝产物与其它气态产物和/或蒸汽相分离；和

至少一个气-液分离系统，用于将上述其它气态产物和/或蒸汽分离为可冷凝液态产物和不可冷凝气态产物，

其中，上述换热器和气-浆液分离器位于所述反应器之外，由气态反应产物和/或蒸汽夹带的催化剂细颗粒和/或粉尘在上述气-浆液分离器中随由换热器冷凝的产物一起实现与其它气态反应产物和/或蒸汽相分离，从而使得上述催化剂细颗粒和/或粉尘即不会存在于费托蜡产物中，也不会存在于可冷凝液态产物中。

通常，所述换热器可为蒸汽发生器；所述气-浆液分离器可为气-浆液分离罐、旋液分离装置；所述冷却来自上述反应器的气态产物是将气态产物温度降低大约5-20℃；而由所述换热器冷凝的产物的冷凝温度可为230-265℃，特别是，所述冷却来自上述反应器的气态产物是将气态产物温度冷却大约8-10℃；而由所述换热器冷凝的产物的冷凝温度可为240-262℃，其中，由所述换热器冷凝的产物实际上是费托合成反应产物-重质馏分油的一部分。

实际上，所述由气态产物和/或蒸汽夹带的催化剂细颗粒和/或粉尘在所述换热器中向由所述换热器冷凝的产物提供冷凝界面，从而使得冷凝产物润湿和包裹所述催化剂细颗粒和/或粉尘，并形成以催化剂细颗粒和/或粉尘为核的冷凝浆液滴，这种液滴非常容易在后续的气-液分离器中发生凝聚或团聚，从而很容易将它们从气态产物和/或蒸汽中分离出来。

在上述低温浆态床费托合成系统中，不可冷凝气态产物不仅包括费托合成反应形成的气态产物，还包括未反应掉的合成气原料；所述气-液分离系统还可包括多个热交换器，所述气-液分离系统优选为多级分离系统，即至少为两级分离系统，其中，一级分离温度可为150-180℃、例如160℃，分离压力为0.9-4.9Mpa、例如2.8Mpa；另一级分离可为常温和常压分离。

上述气-浆液分离系统也可是气-浆液分离罐、旋风机和/或旋风机级联旋液分离装置、甚至是冷凝器；而上述热交换器和蒸汽发生器可为盘管结构、直管结构或其它常规已知结构。

根据本发明第二方面，提供一种用上述系统进行费托合成的工艺，其依次包括：

（1）将包括CO和H₂的合成气通入所述低温浆态床反应器中，并在催化剂的作用下，进行气-液-固三相费托合成反应；

（2）在所述反应器中生成的气态反应产物和/或蒸汽由其顶部出口排出所述反应器外，而在所述反应器中生成的液态费托蜡由其中部或下部出口排出所述反应器外；

（3）由所述反应器排出的气态反应产物和/或蒸汽进入所述换热器中，在其中被部分冷却，并产生一部分冷凝产物，其中，气态反应产物和/或蒸汽夹带的催化剂细颗粒和/或粉尘向所述冷凝产物提供冷凝界面，从而使得冷凝产物润湿和包裹所述催化剂细颗粒和/或粉尘，并形成以催化剂细颗粒和/或粉尘为核的冷凝浆液滴；

（4）在所述热交换器中形成的以催化剂细颗粒和/或粉尘为核的冷凝液滴和其它气态反应产物和/或蒸汽的混合物进入所述气-液分离器中，并实现以催化剂细颗粒和/或粉尘为核的冷凝液滴和其它气态反应产物和/或蒸汽的分离；

（5）上述其它气态反应产物和/或蒸汽进入所述气-液分离系统中，并在其中被分离为可冷凝液态产物和不可冷凝气态产物；

（6）任选地，上述不可冷凝气态产物的至少一部分或其中未反应掉的合成气原料作为循环气与新鲜的合成气原料一起重新进入上述低温浆态床反应器中，继续进行费托合成反应。

在上述费托合成系统中，所述低温浆态床反应器的操作参数通常为：反应温度：210-280℃；反应压力：1-5MPa；反应器入口空塔气速：0.1-0.5米/秒；空速：1000-5000标方/吨催化剂/小时，特别是，所述低温浆态床反应器的操作参数进一步为：反应温度：240-270℃；反应压力：2-4MPa；反应器入口空塔气速：0.2-0.4米/秒；空速：2000-4000标方/吨催化剂/小时。

通常，由所述反应器排出的气态反应产物和/或蒸汽的温度大约为250-270℃，其在所述热交换器中被部分冷却、并形成一部分冷凝产物后，温度大约降低5-20℃，特别是，由所述反应器排出的气态反应产物和/或蒸汽的温度进一步大约为240-260℃，其在所述热交换器中被部分冷却、并形成一部分冷凝产物后，温度大约降低8-10℃。

在上述步骤（4）中被分离出包括催化剂细颗粒和/或粉尘和由所述换热器冷凝的产物的混合物数量通常大约为在上述步骤（5）中分离出的可冷凝液态产物重量的1-5%，也就是说，为了有效分离出催化剂细颗粒和/或粉尘，牺牲掉的费托合成重质馏分油（由所述换热器冷凝的产物）仅是费托合成重质馏分油的很小一部分。

在上述步骤（5）中对气态反应产物和/或蒸汽进行气-液分离通常为多级气-液分离，并且各级气-液分离的条件不尽相同，分离出的液态产物包括重质馏分油、轻质馏分油和水等等。

附图说明

图1是现有浆态床费托合成系统的示意图，其中，为防止催化剂细颗粒和/或粉尘进入液态产物中，在反应器中设置了旋风机（气-固分离器），从而将催化剂细颗粒和/或粉尘保留在反应器中；

图2是本发明低温浆态床费托合成系统的示意图，其中，在反应器外设置了换热器（蒸汽发生器）和气-液分离器（塔顶浆液分离罐），从而有效分离了催化剂细颗粒和/或粉尘。

具体实施方式

通过以下参考附图的描述进一步详细解释本发明，但以下描述仅用于使本发明所属技术领域的普通技术人员能够更加清楚地理解本发明的原理和精髓，并不意味着对本发明进行任何形式的限制。附图中等同的或相对应的部件或特征用相同的标记数表示。

如上所述，在现有技术中，针对浆态床费托合成系统和工艺，或者如图1所示，在反应器中设置气-固分离器，将气态反应产物和/或蒸汽所夹带的费托合成催化剂的细颗粒和/或粉尘分离、并将它们保留在反应器中，或者根本就没有这样的分离装置，从反应器顶部出来夹带催化剂细颗粒和/或粉尘的气态反应产物和/或蒸汽直接进入用于分离可冷凝液态产物和不可冷凝气态产物的气-液分离系统中，这样，费托合成催化剂的细颗粒和/或粉尘或者存留在由反应器排出的费托蜡中、并增加系统过滤构件过滤负荷、严重时堵塞过滤构件导致停车，或者费托合成催化剂的细颗粒和/或粉尘存留在由上述气-液分离系统分离得到的费托合成液态产物中。

在上述现有技术中，无论是哪一种情况，都会在实际生产中出现人们不希望的问题，即费托蜡或费托馏分油中存在过量的催化剂固体细颗粒和/或粉尘，分离这些固体细颗粒和/或粉尘非常困难、并且代价高昂。如果在反应器中设置气-固分离器，将这些催化剂固体细颗粒和/或粉尘截留在反应器中，一来由于这些固体细颗粒和/或粉尘粒径太小，简单的气-固分离无法将全部催化剂固体细颗粒和/或粉尘保留在反应器中，因此，费托馏分油中还是存在一定量的催化剂固体细颗粒和/或粉尘，二来这么做还可能导致系统操作上的问题，例如，如前所述，系统过滤构件被这些催化剂固体细颗粒和/或粉尘完全堵死，不得不停车更换系统的过滤构件。

如图2所示，本发明相对于上述现有技术所作的改进是：在反应器之外设置至少一个换热器和至少一个气-浆液分离器，气态反应产物和/或蒸汽被排出反应器后，先在上述换热器中进行部分冷却，温度降低大约5-20℃、优选降低大约8-10℃，这样会产生微量或少量的冷凝液态产物，这些冷凝液态产物实际上就是费托合成重质馏分油中最重的那部分，它们会润湿和包裹上述催化剂固体细颗粒和/或粉尘，并形成以催化剂细颗粒和/或粉尘为核的冷凝液滴，当含有这些冷凝液滴的气态反应产物和/或蒸汽由上述换热器进入所述气-液分离器中时，由于有相同或相似的液体表面，他们很容易凝聚或团聚成大液滴，当它们变成以催化剂细颗粒和/或粉尘为核的大液滴时，由于重力增加，它们在气-液分离器中很容易与此时的气态反应产物和/或蒸汽相分离，并且分离效率相当高。

这样，由气态反应产物和/或蒸汽夹带的催化剂细颗粒和/或粉尘在上述气-液分离器中就随由换热器冷凝的产物一起实现了与其它气态反应产物和/或蒸汽相分离，从而使得上述催化剂细颗粒和/或粉尘即不会存在于费托蜡产物中，也不会存在于可冷凝液态产物、即费托合成馏分油中。

经过上述换热器部分冷却和上述气-浆液分离器分离出催化剂固体细颗粒和/或粉尘和少量冷凝产物（费托合成重质馏分油中最重的部分）的气态反应产物和/或蒸汽进入常规的气-液分离系统中，并在其中被分离为可冷凝液态产物和不可冷凝气态产物，可冷凝液态产物包括重质馏分油、轻质馏分油和水等，不可冷凝气态产物包括未反应掉的合成气原料、甲烷和一部分低碳烃。

实际上，在上述换热器中冷凝出来的少量重质油对从气态反应产物和/或蒸汽中分离出催化剂细颗粒和/或粉尘帮助很大，它的作用相当于在日常扬尘的恶劣天气中进行洒水除尘的作用，理论上讲，没有上述换热器进行部分冷却，就不会产生少量的液态“除尘”冷凝物，虽然上述气-液分离器也能从气态反应产物和/或蒸汽中分离出一些催化剂细颗粒和/或粉尘，但由于这些细颗粒和/或粉尘粒径太小，这样的分离并不彻底，经上述气-液分离器分离出的气态反应产物和/或蒸汽还会含有一定量的催化剂细颗粒和/或粉尘。

因此，实质上，本发明是为了高效分离催化剂固体细颗粒和/或粉尘，而牺牲了很小一部分费托合成重质馏分油，其数量也仅占到费托合成馏分油重量的百分之几。分离出的这部分最重的重质馏分油和催化剂固体细颗粒和/或粉尘的混合物可先被储存起来，之后，作为渣蜡进入渣蜡处理装置，经进一步液-固分离，分离出的液体作为蜡精制装置的进料，固体外排。

本发明系统和工艺与现有技术相比，具有以下几个显著优点：

（1）催化剂固体细颗粒和/或粉尘即不被带到下游设备中，也不回到反应器中，这样，保证了系统的正常运行，不会存在阻塞系统过滤构件、例如抽蜡装置，导致过滤负荷增加或系统停车的问题；

（2）催化剂固体细颗粒和/或粉尘即不会存在于费托蜡产物中，也不会存在于可冷凝液态产物、即费托合成馏分油中，这样，费托蜡产物和费托合成馏分油的质量和纯度增加，从而减少了非常困难的进一步精制和提纯；

（3）换热器、例如蒸汽发生器可有效利用系统产生的余热，这些余热产生的高压和高温蒸汽可用于发电或工业和民用供热。

实施例

下面用详细的示范性实施例进一步描述本发明，但这些实施例不构成对本发明的任何限制。

实施例1

用图2所示的本发明系统进行费托合成过程，反应器为低温浆态鼓泡床费托合成反应器，其内径为150毫米，高度为22米，气-液-固三相反应物流在上述反应器中进行费托合成反应，其中，反应器的操作条件和运行参数如下：操作温度：255℃；操作压力：2.9MPa；H₂/CO进料体积比：1.5；空速：2500标方/吨催化剂/小时，反应器入口空塔气速：0.25m/s。

选择的催化剂为：用喷雾干燥法制备的沉淀型100Fe-3Cu-4K-12SiO₂（质量比）微球状铁系费托合成反应催化剂，其粒径在30～100微米之间，平均粒径约为75微米，密度约为0.75g/cm³。

反应器开始运行时，H₂和CO在进入反应器中前被预热至200℃，催化剂在气-液-固三相反应物流中的体积比约为液相体积的10%，反应器在上述操作条件和运行参数下连续运行500小时无任何问题。

从反应器顶部抽出的气态反应产物和/或蒸汽温度为255℃，流量为8.93千摩尔/小时，在所述换热器中被部分冷却至245℃，同时产生少量冷凝物。这些少量冷凝物和催化剂细颗粒和/或粉尘在上述气-浆液分离器中作为固-液混合物被分离出来，作为渣蜡储存，之后，温度降至245℃的气态反应产物和/或蒸汽进入常规气-液分离系统中，并被分离为可冷凝液态产物和不可冷凝气态产物，可冷凝液态产物经进一步分馏变为轻质馏分油、重质馏分油和水，不可冷凝气态产物可被进一步分离为未反应掉的合成气原料、甲烷和低碳烃。未反应掉的合成气原料作为系统循环气与新鲜合成气混合后，重新进入反应器中进行反应，其它气体作为尾气排出系统，也可以将不可冷凝气态产物的一部分直接作为系统循环气与新鲜合成气混合后进入反应器中，另一部分不可冷凝气态产物作为尾气排出系统。

上述气态反应产物和/或蒸汽在热交换器、即蒸汽发生器中被部分冷却后，温度由255℃降至245℃，可形成约3.57×10³千焦/小时的余热，这些余热可产生245℃的高温高压蒸汽，用于发电或工业或民用供热。

由本实施例1所获得的费托蜡和馏分油的固含量以及上述少量冷凝物和催化剂细颗粒和/或粉尘混合物的数量表示在下面表1中。

对比实施例1

用图1所示的现有系统进行费托合成过程，即系统取消图2所示的换热器（蒸汽发生器）和气-液分离器（塔顶浆液分离罐），而在反应器内部增设气-固分离器，从而力求将催化剂细颗粒和/或粉尘保留在反应器中。

在本对比实施例1中，反应器的类型、尺寸、操作条件和运行参数与实施例1相同；所用合成气原料和催化剂也与实施例1相同；

反应器开始运行时，H₂和CO在进入反应器中前被预热至200℃，催化剂在气-液-固三相反应物流中的体积比约为液相体积的10%，反应器在上述操作条件和运行参数下连续运行350小时后，、作为含有过滤构件的抽蜡装置过滤负荷明显增加，说明这些过滤构件已有相当程度的阻塞，系统需要在近期停车更换抽蜡装置的过滤构件。

在本对比实施例1中，从反应器顶部抽出的气态反应产物和/或蒸汽温度为255℃，他们直接进入常规气-液分离系统中，并被分离为可冷凝液态产物和不可冷凝气态产物，可冷凝液态产物经进一步分馏变为轻质馏分油、重质馏分油和水，不可冷凝气态产物的处理和应用与实施例1相同。

由本对比实施例1所获得的费托蜡和馏分油的固含量也表示在下面表1中。

表1

由上面的表1可以看出：本发明系统和工艺（实施例1）所有费托合成产物中的固含量均小于5ppm，达到对费托合成粗产物进行下游精制的固含量要求，而现有系统和工艺（对比实施例1）的所有费托合成产物中的固含量均远远大于5ppm，不符合对费托合成粗产物进行下游精制的固含量要求，需要进一步进行分离处理。

同时，在本发明系统和工艺（实施例1）中，催化剂细颗粒和/或粉尘随少量冷凝浆液一起被分离出来，作为渣蜡处理，因此他们既不会存在于费托合成产物中，也不会沉积在反应器中，因此，不会对系统和设备运行造成损害，从而系统可以长时间良好运行，而现有系统和工艺（对比实施例1）中，催化剂细颗粒和/或粉尘有相当一部分被保留在反应器中，会对系统和设备运行造成一定影响，因此，系统无法长时间良好运行。

同时，本发明系统和工艺（实施例1）与现有系统和工艺（对比实施例1）相比，还可以产生高质量、高品位的蒸汽。

本说明书所用的术语和表述方式仅被用作描述性、而非限制性的术语和表述方式，在使用这些术语和表述方式时无意将已表示和描述的特征或其组成部分的任何等同物排斥在外。

尽管已表示和描述了本发明的几个实施方式，但本发明不被限制为所描述的实施方式。相反，本发明所属技术领域的技术人员应当意识到在不脱离本发明原则和精神的情况下可对这些实施方式进行任何变通和改进，本发明的保护范围由所附的权利要求及其等同物所确定。

Claims (18)

1.一种低温浆态床费托合成系统，包括：

至少一个低温浆态床反应器，包括合成气原料底部入口、气态产物和/或蒸汽顶部出口和费托蜡产物中部或下部出口，其中，气-液-固三相反应物流在该反应器中进行低温费托合成反应；

至少一个换热器，用于部分冷却来自上述反应器的气态产物，并使其中一部分气态产物冷凝；

至少一个气-浆液分离器，用于将上述冷凝浆液产物与其它气态产物和/或蒸汽相分离；和

至少一个气-液分离系统，用于将上述其它气态反应产物和/或蒸汽分离为可冷凝液态产物和不可冷凝气态产物，

其中，上述换热器和气-浆液分离器位于所述反应器之外，由气态反应产物和/或蒸汽夹带的催化剂细颗粒和/或粉尘在上述气-浆液分离器中随由换热器冷凝的产物一起实现与其它气态产物和/或蒸汽相分离，从而使得上述催化剂细颗粒和/或粉尘既不会存在于费托蜡产物中，也不会存在于可冷凝液态产物中。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述换热器为蒸汽发生器；所述气-液分离器为气-浆液分离罐、旋液分离装置。

3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述部分冷却来自上述反应器的气态产物是将气态产物温度降低5-20℃；而由所述换热器冷凝的产物的冷凝温度为230-265℃。

4.根据权利要求3所述的系统，其中，所述部分冷却来自上述反应器的气态产物是将气态产物温度降低8-10℃；而由所述换热器冷凝的产物的冷凝温度为240-262℃。

5.根据权利要求1所述的系统，其中，由所述换热器冷凝的产物为费托合成反应产物-重质馏分油的一部分。

6.根据权利要求1所述的系统，其中，所述由气态产物和/或蒸汽夹带的催化剂细颗粒和/或粉尘在所述换热器中向由所述换热器冷凝的产物提供冷凝界面，从而使得冷凝产物润湿和包裹所述催化剂细颗粒和/或粉尘，并形成以催化剂细颗粒和/或粉尘为核的冷凝浆液滴。

7.根据权利要求1所述的系统，其中，不可冷凝气态产物包括未反应掉的合成气原料。

8.根据权利要求1所述的系统，其中，所述气-浆液分离系统还包括热交换器。

9.根据权利要求1所述的系统，其中，所述气-浆液分离系统至少为两级分离系统，其中，一级分离温度为150-180℃，分离压力为0.9-4.9Mpa；另一级分离为常温和常压分离。

10.根据权利要求9所述的系统，其中，所述气-浆液分离系统为气-浆液分离罐、旋液分离装置。

11.根据权利要求1、2或8所述的系统，其中，所述热交换器和蒸汽发生器为盘管结构或直管结构。

12.一种用根据权利要求1-11任何之一所述的系统进行费托合成的工艺，其依次包括：

（1）将包括CO和H₂的合成气通入所述低温浆态床反应器中，并在催化剂的作用下，进行气-液-固三相费托合成反应；

（2）在所述反应器中生成的气态反应产物和/或蒸汽由其顶部出口排出所述反应器外，而在所述反应器中生成的液态费托蜡由其中部或下部出口排出所述反应器外；

（3）由所述反应器排出的气态反应产物和/或蒸汽进入所述换热器中，在其中被部分冷却降温，并产生一部分冷凝产物，其中，气态反应产物和/或蒸汽夹带的催化剂细颗粒和/或粉尘向所述冷凝产物提供冷凝界面，从而使得冷凝产物润湿和包裹所述催化剂细颗粒和/或粉尘，并形成以催化剂细颗粒和/或粉尘为核的冷凝浆液滴；

（4）在所述热交换器中形成的以催化剂细颗粒和/或粉尘为核的冷凝液滴和其它气态反应产物和/或蒸汽的混合物进入所述气-液分离器中，并实现以催化剂细颗粒和/或粉尘为核的冷凝液滴和其它气态反应产物和/或蒸汽的分离；

（5）上述其它气态反应产物和/或蒸汽进入所述气-液分离系统中，并在其中被分离为可冷凝液态产物和不可冷凝气态产物；

（6）任选地，上述不可冷凝气态产物的至少一部分或其中未反应掉的合成气原料作为循环气与新鲜的合成气原料一起重新进入上述低温浆态床反应器中，继续进行费托合成反应。

13.根据权利要求12所述的工艺，其中，所述低温浆态床反应器的操作参数为：反应温度：210-280℃；反应压力：1-5MPa；反应器入口空塔气速：0.1-0.5米/秒；新鲜合成气的空速：1000-5000标方/吨催化剂/小时。

14.根据权利要求12所述的工艺，其中，所述低温浆态床反应器的操作参数进一步为：反应温度：240-270℃；反应压力：2-4MPa；反应器入口空塔气速：0.2-0.4米/秒；新鲜合成气的空速：2000-4000标方/吨催化剂/小时。

15.根据权利要求12所述的工艺，其中，由所述反应器排出的气态反应产物和/或蒸汽的温度为250-270℃，其在所述热交换器中被部分冷却、并形成一部分冷凝产物后，温度降低5-20℃。

16.根据权利要求15所述的工艺，其中，由所述反应器排出的气态反应产物和/或蒸汽的温度进一步为240-260℃，其在所述热交换器中被部分冷却、并形成一部分冷凝产物后，温度降低8-10℃。

17.根据权利要求12所述的工艺，其中，在步骤（4）中被分离出包括催化剂细颗粒和/或粉尘和由所述换热器冷凝的产物的混合物数量为在步骤（5）中分离出的可冷凝液态产物重量的1-5%。

18.根据权利要求12所述的工艺，其中，在步骤（5）中对气态反应产物和/或蒸汽进行多级气-液分离，并且各级气-液分离的条件不同。

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