CN103170284B - 高温、高压浆态床反应器费托合成系统及其工艺 - Google Patents

高温、高压浆态床反应器费托合成系统及其工艺 Download PDF

Info

Publication number
CN103170284B
CN103170284B CN201310115960.8A CN201310115960A CN103170284B CN 103170284 B CN103170284 B CN 103170284B CN 201310115960 A CN201310115960 A CN 201310115960A CN 103170284 B CN103170284 B CN 103170284B
Authority
CN
China
Prior art keywords
gas
reactor
synthesis
catalyst
liquid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201310115960.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103170284A (zh
Inventor
门卓武
翁力
卜亿峰
矫卫东
苗强
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China Energy Investment Corp Ltd
National Institute of Clean and Low Carbon Energy
Original Assignee
Shenhua Group Corp Ltd
National Institute of Clean and Low Carbon Energy
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shenhua Group Corp Ltd, National Institute of Clean and Low Carbon Energy filed Critical Shenhua Group Corp Ltd
Priority to CN201310115960.8A priority Critical patent/CN103170284B/zh
Publication of CN103170284A publication Critical patent/CN103170284A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103170284B publication Critical patent/CN103170284B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)

Abstract

本发明公开了一种高温、高压浆态床反应器费托合成系统及其工艺,所述系统包括:至少一个高温、高压浆态床反应器,气-液-固三相反应物流在该反应器中在催化剂作用下进行高温和高压费托合成反应,所述高温为260-290℃;所述高压为6-12MPa;至少一个气-液分离单元,用于将上述气态反应产物和/或蒸汽分离为可冷凝液态产物和不可冷凝气态产物;和至少一个固-液分离单元,用于将固体催化剂与所形成的液体费托蜡相分离。本发明系统具有设备尺寸小、反应速度快和副产高品位蒸汽的优点。

Description

高温、高压浆态床反应器费托合成系统及其工艺
技术领域
本发明涉及一种。
背景技术
费托合成反应是指合成气(H2+CO)在催化剂作用下、在一定温度和压力下转化成烃和其他化学品的反应。近年来,由于石油资源日趋紧张和原油价格的持续攀升,费托合成受到世界各国研究者的广泛关注。通常,费托合成生成烃的反应可用以下反应式表示:
mCO+(2m+1)H2→CmH2m+2+mH2O(1)
mCO+2mH2→CmH2m+mH2O(2)
2mCO+(m+1)H2→CmH2m+2+mCO2(3)
费托合成反应通常是在费托合成反应器中进行,这样的反应器包括固定床反应器、循环流化床反应器固定流化床反应器、以及上世纪90年代出现的浆态床反应器,例如浆态鼓泡床反应器(SBCR)。由于固定床等反应器比浆态床反应器昂贵,并且因费托合成反应是放热反应而难以控制反应温度。所以浆态床反应器比固定床等其它反应器具备更多优势。
毫无疑问,浆态床反应器具有其它反应器不具有的众多优点,其吸引了人们越来越多的关注。浆态床反应器的主要优点有:气-液-固三相分布均匀,特别是,固体催化剂颗粒均匀分布使得浆态床反应器具有良好的传热性能,这样,有利于控制反应温度和迅速移出反应热,并实现等温操作。尤其是,浆态鼓泡床反应器(SBCR)作为一种气-液-固多相反应器,具有结构简单、持液量大、温度梯度小、热容量大、传热性能好、温度易控制、固体颗粒易处理、操作成本低等更多优点。
现有费托合成浆态床反应器的反应压力通常为0.5-3.0兆帕(106帕),并且,大多数为2.0-3.0兆帕;反应温度为200-250℃左右。选择这样的压力和温度范围,一定程度是受到合成气气源压力和温度的制约,同时,研究表明:反应压力过高,会损害常规费托合成催化剂。
US20050049318A1公开了一种使用优化冷却剂进行高压费托合成的方法,实际是提供了一种高压费托合成的优化取热方式。在该方法中,反应压力为2.0-6.0兆帕;反应温度为200-250℃,优选为220-240℃。
与常规费托合成方法相比,上述文献采用了2.0-6.0兆帕的高压和200-250℃的低温,这样不可避免地会产生以下问题:反应产物从催化剂活性位上脱附和在内部孔道中扩散受到限制,同时,高压低温易形成高碳烃,而高碳烃会堵塞催化剂孔道,从而,加速催化剂的失活。因此,上述文献所公开的方法不得不经常更换催化剂,导致生产成本大大增加。
以上专利文献在此全文引入以作参考
但另一方面,由于费托合成反应是体积减少的反应,提高反应压力和高反应温度都有利于提高反应速率,这样会大大提高转化率,使得催化剂的时空产率随之提高。在相同生产规模下,催化剂用量就会减少,费托合成的经济性就会大大增加。
例如,与常规费托合成反应器相比,高压费托合成反应器反应压力提高2.0~4.0倍,若反应器的直径和其它工艺参数保持不变,单台反应器的合成气处理能力可以提高2.0~4.0倍,这样,就便于费托合成大型化和规模化,可使费托合成单台浆态床反应器的生产能力从70万吨/年左右跃升至150万吨/年以上。
同时,仅仅提高费托合成反应器的反应压力,会产生一些如上述专利文献中的方法所存在的一些问题,特别是,高压会损害催化剂,使催化剂过早失活,这样做,某些情况下,甚至是得不偿失的。
因此,找到一种即能利用高反应压力带给费托合成的好处,又能合理地避免高反应压力所形成的费托合成实际操作中的一些问题,是本领域技术人员长期以来想解决、但又未解决的技术难题。
本发明致力于解决这一现有技术中存在的技术难题。
发明内容
根据本发明第一方面,提供一种高温、高压浆态床反应器费托合成系统,包括:
至少一个高温、高压浆态床反应器,具有合成气底部入口、气态产物和/或蒸汽顶部出口和费托蜡中部或下部出口,其中,气-液-固三相反应物流在该反应器中在催化剂作用下进行高温和高压费托合成反应;
至少一个气-液分离单元,用于将上述气态反应产物和/或蒸汽分离为可冷凝液态产物和不可冷凝气态产物;和
至少一个固-液分离单元,用于将固体催化剂与所形成的液体费托蜡相分离,其中,所述高温为260-290℃;所述高压为6-12MPa。
在上述系统中,所述高温可进一步为265-285℃;所述高压可进一步为7-10MPa;所述系统还可包括增压机、预热炉、精脱硫反应器、循环压缩机、热交换器、过滤器和/或CO2脱除装置。
上述浆态床反应器可包括气体分布区、浆态床反应区和气-固分离区,所述气体分布区包括气体分布器;所述浆态床反应区包括换热构件、改善浆态床层流体力学状态的构件和所述固-液分离单元;气-固分离区包括气-固分离装置。
特别是,上述气体分布器为压力分布器;上述换热构件为由金属制成的换热介质流经其间的直管或盘管;上述改善浆态床层流体力学状态的构件为直筒状或截头圆锥筒状的导流筒;上述固-液分离单元为过滤器;上述气-固分离装置为旋风机、旋风机级联或除尘器。
在上述系统中,所述气-液分离单元可为气-液分离器、气-液分离罐、和/或旋液分离装置。所述气-液分离罐(器)可为高温气-液分离罐(器)、低温气-液分离罐(器)、高压气-液分离罐(器)、和/或低压气-液分离罐(器)。
在上述系统中,所述催化剂优选为费托合成沉淀铁催化剂,其化学组成(重量)通常应满足Fe:Cu:K:SiO2=100:0.1-10:1-35:5-30;或Fe:Cu:Co:K:SiO2=100:0.1-10:0.1-10:1-35:5-30。所述催化剂在使用前通常被活化。
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的合成气通入所述高温、高压浆态床反应器中,并在催化剂作用下,进行气-液-固三相高温、高压费托合成反应;
(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与固体催化剂分离后由中部或下部出口排出所述反应器外;
(3)气态反应产物和/或蒸汽进入所述气-液分离单元中,并在其中被分离为可冷凝液态产物和不可冷凝气态产物;
(4)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作为循环气与新鲜的合成气一起重新进入上述高温、高压浆态床反应器中,继续进行费托合成反应。
优选地,所述高温、高压浆态床反应器的操作参数为:反应温度:260-290℃;反应压力:6-12MPa;反应器入口空塔气速:0.1-0.3米/秒;新鲜合成气的空速:2000-10000标方/吨催化剂/小时;反应器浆态床层固含量:10-30重量%;合成气H2/C0(体积):1-2。
更优选地。所述高温、高压浆态床反应器的操作参数进一步为:反应温度:265-280℃;反应压力:7-10MPa;反应器入口空塔气速:0.15-0.25米/秒;新鲜合成气的空速:4000-7000标方/吨催化剂/小时;反应器浆态床层固含量:15-25重量%;合成气H2/C0(体积):1.5-1.9。
在上述工艺中,通常,在步骤(3)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;合成气作为原料在进入反应器中前应被预热和精脱硫。
上述催化剂在使用前可在所述反应器中被活化,催化剂活化的操作参数优选为:活化温度:260-320℃;活化压力:0.4-8.0MPa;活化反应器入口空塔气速:0.1-0.3米/秒;活化新鲜合成气的空速:300-3000标方/吨催化剂/小时;活化合成气H2/C0(体积):1-40;活化时反应器浆态床层固含量:10-30重量%;活化时间4-72小时。
为了防止催化剂细颗粒和/或粉尘被所述气态产物和/或蒸汽携带出反应器外,并被夹裹在其中,优选地,在所述高温、高压浆态床反应器内靠近所述气态产物和/或蒸汽顶部出口附近,设置气-固分离装置,以便将催化剂细颗粒和/或粉尘与所述气态产物和/或蒸汽相分离。
上述工艺可从反应器中和/或反应产物中汲取反应热,从而,产生高温和高压的高品位蒸汽。
附图说明
图1是本发明一个实施方案的高温、高压浆态床反应器费托合成系统的流程示意图。
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。
与常规费托合成浆态床反应器相比,本发明系统不仅采用了高反应压力,而且也采用了高反应温度,因为在高反应温度下,形成的高碳烃裂解为低碳烃和中碳烃的可能性加大,这样会有效抑制高碳烃的形成,同时,提高反应温度会增加烃在催化剂孔道内扩散的速度,这两方面的协同作用有效地抵消了高反应压力对催化剂所造成的损害,使得即使在高反应压力下,本发明系统中的高温、高压浆态床反应器也不会像现有技术中的那样,使催化剂过早失活。
示范性地,与本发明高温、高压浆态床反应器费托合成系统相对应的高温、高压费托合成工艺典型地包括以下步骤:
首先,新鲜合成气进入装置界区,进行合成气升压;再对合成气(H2+CO)进行预热和精脱硫;预热和精脱硫的合成气进入预先装填费托合成催化剂浆液的高温、高压浆态床反应器中,进行费托合成反应,生成费托合成产物,产物包括在反应温度下为气态的产物和在反应温度下为液态的产物-费托蜡;
通过反应器内设置的固-液分离单元将费托合成反应生成的液态费托蜡和催化剂颗粒分离,并从反应器中抽滤出费托蜡,然后,再通过过滤精度优选为0.1~1.0μm的错流过滤器,对费托蜡进行进一步精制,上述过滤器的过滤精度更优选为0.3~0.7μm,费托蜡经过上述二次过滤,其铁(来自催化剂)含量低于5ppm;
未反应掉的合成气和反应生产的气态产物离开反应器,然后,其在反应器出口处被降温至120~200℃,优选为160~180℃,之后,再进行气-液分离,从而分离出费托合成重质油,其中,在气态产物降温过程中,可使用热交换器从系统中汲取热量,从而产生高压和高温的高品位蒸汽;
然后,对分离出重质油的气体进行进一步冷却,其温度被进一步降至30~50℃、优选35~45℃,然后,再进行进一步气-液分离,从而,分离出费托合成轻质油和费托合成水,剩下的气态产物为不可冷凝的气态产物,其作为尾气,一部分被循环回反应器入口处与精脱硫的新鲜合成气混合后,作为循环尾气再次进入反应器中,继续进行费托合成反应;另一部分则进入脱碳装置中,脱除CO2,一部分脱碳尾气外排,从而,降低反应系统的气态烃和惰性气体的含量,另一部分脱碳尾气返回反应器入口处与上述循环尾气和精脱硫新鲜合成气混合进入反应器中。
在上述高温、高压浆态床反应器中的催化剂在正式反应前需进行活化,优选地,活化步骤如下:将氧化态催化剂和开工液体石蜡混合均匀,并经压力注入高温、高压浆态床反应器中;在低温下将新鲜合成气通入反应器中;随后,反应器压力升高到预定值,再将温度升至活化温度,开始进行活化反应;活化尾气经气-液分离后,部分尾气可作为循环气返回到反应器中。
催化剂活化完成后,降低反应器温度至大约200℃;再调整反应器压力和温度至反应所要求的压力和温度,同时,调整新鲜合成气的H2/CO比(体积),使反应系统逐渐进入费托合成反应的工作状况。
图1是本发明一个实施方案的高温、高压浆态床反应器费托合成系统的流程示意图。如图1所示,新鲜合成气经增压机1将合成气压力提高到高温、高压浆态床反应器所要求的数值,然后,通过合成气预热炉2被加热到230℃以上,再进入高温精脱硫反应器3中,被脱除低温甲醇洗未能脱除的少量含硫化合物,以保证催化剂不因硫中毒而失活。预热和精脱硫后的合成气与循环气混合后从底部进入高温、高压浆态床反应器4中。
之后,合成气在催化剂作用下进行费托合成反应,生成各种费托合成产物。气态产物从反应器顶部排出,并在换热器5中与循环气换热后,进入高温气-液分离器6中进行气-液分离,分离出的气体在冷却器7中进一步被冷却降温,然后,再进入低温气-液分离器8中再次进行气-液分离,分离出的气体(尾气)一部分经循环压缩机9增压后与经脱碳装置10脱除CO2的气体(脱碳尾气)混合,再在换热器5中与气态产物换热后,再次返回高温、高压浆态床反应器4中,另一部分气体(尾气)经脱碳装置10脱碳,成为脱碳尾气,其中,一部分脱碳尾气外排,另一部分脱碳尾气经增压机11增压后与来自循环压缩机9的尾气循环气混合,并在换热器5中与气态产物换热后返回反应器4中。从高温气-液分离器6中分离的液体进入低压气-液分离器12中再次进行气-液分离,得到费托合成重质油产品;从低温气-液分离器8中分离的液体和低压气-液分离器12分离的气体进入油-水分离器13中,分离的气体作为释放气排出系统,分离的水作为费托合成水排出系统,分离的费托合成轻质油作为轻质油产品排出系统。
经固-液分离单元14,在高温、高压浆态床反应器4中形成的液态费托蜡与固体催化剂颗粒实现粗分离后,费托蜡从高温、高压浆态床反应器4的中部或下部排出,然后,费托蜡再经过滤器15过滤掉固-液分离单元14未能分离出的少量固体催化剂细颗粒和/或粉尘,将其铁(来自催化剂)含量降至5ppm以下后,作为费托蜡精制产品排出系统。
在上述系统运行中,水经增压泵16增压后,向高温、高压浆态床反应器4中汲取热量,从而,产生高温和高压的水和/或高品位蒸汽,同时,蒸汽包17和18向系统补充水源,以维持产生上述高温和高压的水和/或高品位蒸汽所要求的液位,换热后产生的高温水通过循环泵19和20在系统换热或取热单元中循环,汲取费托合成反应热,由此得到的高温、高压的高品位蒸汽作为副产品排出系统。
如上所述,在本发明系统中,费托合成产物的气-液分离、固-液分离和/或气-固分离可以进行多次,而且,每次分离条件可以相同或不同,优选地,对费托合成产物的至少一部分进行多次或多级气-液分离,并且每次或每级的分离条件不同。
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
根据图1所示的高温、高压浆态床反应器费托合成系统的工艺流程进行费托合成过程。
高温、高压浆态床反应器直径:10m,高:60m;催化剂装填量:250吨;新鲜合成气处理量:1600000标方/小时;液烃产量:250吨/小时;年产量:200万吨C5 烃;年开工时间:8000小时。
上述高温、高压浆态床反应器操作参数如下:反应压力:7.5MPa,反应温度:270℃,反应器入口空塔气速:0.2米/秒;新鲜合成气的空速:5000标方/吨催化剂/小时;反应器浆态床层固含量:15重量%;合成气H2/C0(体积):1.7;尾气循环比:1.6。
所用催化剂:用喷雾干燥法制备的沉淀铁型100Fe-3Cu-4K-12SiO2(质量比)微球状费托合成催化剂,其粒径在20~100微米之间,其中,粒径为30-80微米的催化剂颗粒占95%以上,平均粒径约为75微米,密度约为0.75g/cm3
上述催化剂的活化条件为:活化压力:3.0MPa;活化温度:320℃;活化新鲜合成气的空速:2000标方/吨催化剂/小时;尾气循环比为5/1;活化反应器入口空塔气速0.1米/秒;活化时间24小时。
反应器开始运行时,包括H2和CO的合成气在进入高温、高压浆态床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%,上述高温、高压浆态床反应器在上述操作条件和运行参数下连续运行500小时。
所产生的高温、高压费托合成产物的CO2选择性低于25%,甲烷选择性低于5%,同时,副产压力为3.0MPa、温度为200℃的饱和蒸汽;液态烃产物中轻质油占20质量%,重质油占25质量%,费托蜡占50质量%;费托合成水中含有作为有机含氧化合物的费托合成副产物,其占5%。
在上述系统中,1顿催化剂可产费托合成油1000顿。
上述高温、高压费托合成产物的化学组成和特性表示在下面表1中。
对比实施例1
除了将反应温度从270℃变为240℃外,重复实施例1的过程。
所产生的高压费托合成产物的CO2选择性低于20%,甲烷选择性低于4%,同时,副产压力为3.0MPa、温度为160℃的饱和蒸汽;液态烃产物中轻质油占21质量%,重质油占27质量%,费托蜡占47质量%;费托合成水中含有作为有机含氧化合物的费托合成副产物,其占5%。
在上述系统中,1顿催化剂可产费托合成油300顿。液烃产量:200吨/小时。
上述高温、高压费托合成产物的化学组成和特性表示在下面表1中。
实施例2
根据图1所示的高温、高压浆态床反应器费托合成系统的工艺流程进行费托合成过程。
高温、高压浆态床反应器直径:10m,高:60m;催化剂装填量:200吨;新鲜合成气处理量:1180000标方/小时;液烃产量:187.5吨/小时;年产量:150万吨C5 烃;年开工时间:8000小时。
上述高温、高压浆态床反应器操作参数如下:反应压力:6.5MPa,反应温度:275℃,反应器入口空塔气速:0.18米/秒;新鲜合成气的空速:4000标方/吨催化剂/小时;反应器浆态床层固含量:15重量%;合成气H2/C0(体积):1.7;尾气循环比:1.3。
所用催化剂:与实施例1相同。
上述催化剂的活化条件为:除了活化压力由3.0MPa变为6.5MPa外,其它条件与实施例1相同。
反应器开始运行时,包括H2和CO的合成气在进入高温、高压浆态床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%,上述高温、高压浆态床反应器在上述操作条件和运行参数下连续运行600小时。
所产生的高温、高压费托合成产物的CO2选择性低于25%,甲烷选择性低于5%,同时,副产压力为3.0MPa、温度为200℃的饱和蒸汽;液态烃产物中轻质油占19质量%,重质油占24质量%,费托蜡占50质量%;费托合成水中含有作为有机含氧化合物的费托合成副产物,其占7%。
在上述系统中,1顿催化剂可产费托合成油1100顿。
上述高温、高压费托合成产物的化学组成和特性表示在下面表1中。
对比实施例2
除了将反应压力从6.5MPa变为3.0MPa;反应温度从275℃变为250℃外,重复实施例2的过程。
所产生的高压费托合成产物的CO2选择性低于20%,甲烷选择性低于4%,同时,副产压力为1.1MPa、温度为165℃的饱和蒸汽;液态烃产物中轻质油占20质量%,重质油占25质量%,费托蜡占48质量%;费托合成水中含有作为有机含氧化合物的费托合成副产物,其占7%。
在上述系统中,1顿催化剂可产费托合成油1200顿。液烃产量:90吨/小时。
上述高温、高压费托合成产物的化学组成和特性表示在下面表1中。
表1
从表1中看出:本发明高温、高压浆态床反应器费托合成系统(实施例1和2)与现有浆态床反应器费托合成系统(对比实施例1和2)相比,生产率(液烃生产量)得到了较大提高,而催化剂产油率并没有明显降低,这说明:本发明系统高反应压力并未严重损害催化剂,未使催化剂过早失活;而现有系统(对比实施例1)则不然,其催化剂产油率明显降低,说明:高反应压力已严重损害催化剂,使催化剂过早失活。
从表1中还可以看出:本发明高温、高压浆态床反应器费托合成系统采用的高反应温度和高反应压力并未对最终费托合成各种产物的组成产生明显影响;本发明高温、高压浆态床反应器费托合成系统与现有浆态床反应器费托合成系统相比,还可产生高温和高压的高品位蒸汽。
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 (16)

1.一种用高温、高压浆态床反应器费托合成系统进行费托合成的工艺,所述系统包括:
至少一个高温、高压浆态床反应器,具有合成气底部入口、气态产物和/或蒸汽顶部出口和费托蜡中部或下部出口,其中,气-液-固三相反应物流在该反应器中在催化剂作用下进行高温和高压费托合成反应;
至少一个气-液分离单元,用于将上述气态反应产物和/或蒸汽分离为可冷凝液态产物和不可冷凝气态产物;和
至少一个固-液分离单元,用于将固体催化剂与所形成的液体费托蜡相分离,其中,所述高温为260-290℃;所述高压为6-12MPa,
所述工艺依次包括:
(1)将包括CO和H2的合成气通入所述高温、高压浆态床反应器中,并在催化剂作用下,进行气-液-固三相高温、高压费托合成反应;
(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与固体催化剂分离后由中部或下部出口排出所述反应器外;
(3)气态反应产物和/或蒸汽进入所述气-液分离单元中,并在其中被分离为可冷凝液态产物和不可冷凝气态产物;
(4)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作为循环气与新鲜的合成气一起重新进入上述高温、高压浆态床反应器中,继续进行费托合成反应。
2.根据权利要求1所述的工艺,其中,所述高温进一步为265-285℃;所述高压进一步为7-10MPa。
3.根据权利要求1所述的工艺,其中,所述系统还包括增压机、预热炉、精脱硫反应器、循环压缩机、热交换器、过滤器和/或CO2脱除装置。
4.根据权利要求1所述的工艺,其中,所述浆态床反应器包括气体分布区、浆态床反应区和气-固分离区,所述气体分布区包括气体分布器;所述浆态床反应区包括换热构件、改善浆态床层流体力学状态的构件和所述固-液分离单元;气-固分离区包括气-固分离装置。
5.根据权利要求4所述的工艺,其中,所述气体分布器为压力分布器;所述换热构件为由金属制成的换热介质流经其间的直管或盘管;所述改善浆态床层流体力学状态的构件为直筒状或截头圆锥筒状的导流筒;所述固-液分离单元为过滤器;所述气-固分离装置为旋风机、旋风机级联或除尘器。
6.根据权利要求1所述的工艺,其中,所述气-液分离单元为气-液分离器、气-液分离罐、和/或旋液分离装置。
7.根据权利要求1所述的工艺,其中,所述气-液分离单元为高温气-液分离罐、低温气-液分离罐、高压气-液分离罐、和/或低压气-液分离罐。
8.根据权利要求1所述的工艺,其中,所述催化剂为费托合成沉淀铁催化剂,按重量计,其化学组成满足Fe:Cu:K:SiO2=100:0.1-10:1-35:5-30;或Fe:Cu:Co:K:SiO2=100:0.1-10:0.1-10:1-35:5-30。
9.根据权利要求1所述的工艺,其中,所述催化剂在使用前被活化。
10.根据权利要求1所述的工艺,其中,所述高温、高压浆态床反应器的操作参数为:反应器入口空塔气速:0.1-0.3米/秒;新鲜合成气的空速:2000-10000标方/吨催化剂/小时;反应器浆态床层固含量:10-30重量%;合成气H2/CO体积比:1-2。
11.根据权利要求10所述的工艺,其中,所述高温、高压浆态床反应器的操作参数进一步为:反应器入口空塔气速:0.15-0.25米/秒;新鲜合成气的空速:4000-7000标方/吨催化剂/小时;反应器浆态床层固含量:15-25重量%;合成气H2/CO体积比:1.5-1.9。
12.根据权利要求1所述的工艺,其中,在步骤(3)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。
13.根据权利要求1所述的工艺,其中,合成气在进入反应器中前被预热和精脱硫。
14.根据权利要求1所述的工艺,其中,催化剂在使用前在所述反应器中被活化,催化剂活化的操作参数为:活化温度:260-320℃;活化压力:0.4-8.0MPa;活化反应器入口空塔气速:0.1-0.3米/秒;活化新鲜合成气的空速:300-3000标方/吨催化剂/小时;活化合成气H2/CO体积比:1-40;活化时反应器浆态床层固含量:10-30重量%;活化时间4-72小时。
15.根据权利要求1所述的工艺,其中,在所述高温、高压浆态床反应器内靠近所述气态产物和/或蒸汽顶部出口附近,设置气-固分离装置,以便将催化剂细颗粒和/或粉尘与所述气态产物和/或蒸汽相分离。
16.根据权利要求1-15任何之一所述的工艺,其中,通过从反应器中和/或反应产物中汲取反应热,产生高温和高压蒸汽。
CN201310115960.8A 2013-04-03 2013-04-03 高温、高压浆态床反应器费托合成系统及其工艺 Active CN103170284B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310115960.8A CN103170284B (zh) 2013-04-03 2013-04-03 高温、高压浆态床反应器费托合成系统及其工艺

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310115960.8A CN103170284B (zh) 2013-04-03 2013-04-03 高温、高压浆态床反应器费托合成系统及其工艺

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103170284A CN103170284A (zh) 2013-06-26
CN103170284B true CN103170284B (zh) 2016-02-17

Family

ID=48630732

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310115960.8A Active CN103170284B (zh) 2013-04-03 2013-04-03 高温、高压浆态床反应器费托合成系统及其工艺

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103170284B (zh)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104792921A (zh) * 2015-04-08 2015-07-22 神华集团有限责任公司 催化剂性能评价装置及催化剂性能评价方法
CN108871838A (zh) * 2017-05-15 2018-11-23 神华集团有限责任公司 在线取样装置和在线取样方法
CN109126640B (zh) * 2017-06-27 2023-06-30 国家能源投资集团有限责任公司 浆态床反应系统和费托合成反应的方法
CN110511777B (zh) * 2018-05-22 2021-09-07 国家能源投资集团有限责任公司 浆态床费托合成反应器催化剂在线更新装置及方法
CN109603695B (zh) * 2019-01-10 2021-05-18 清华大学 一种浆态床反应器的分离系统
CN111450780B (zh) * 2019-01-18 2022-06-17 国家能源投资集团有限责任公司 流化床活化反应器及系统和催化剂活化方法
CN111790319B (zh) * 2019-04-08 2022-08-30 国家能源投资集团有限责任公司 浆态床反应器及其系统和应用以及费托合成方法
CN111795840B (zh) * 2019-04-09 2023-08-22 国家能源投资集团有限责任公司 费托合成反应器全组分在线取样分离装置和方法
CN112920839B (zh) * 2019-12-06 2022-07-08 中国石化工程建设有限公司 一种浆态床加氢裂化反应产物的分离系统及分离方法
CN112156726B (zh) * 2020-09-03 2022-07-19 中科合成油技术股份有限公司 浆态床在线实验系统及其实验方法
CN114561227B (zh) * 2022-01-18 2023-09-19 国家能源集团宁夏煤业有限责任公司 烃类混合物的分离设备和化工系统
CN114941958B (zh) * 2022-05-27 2024-04-16 华能(浙江)能源开发有限公司长兴分公司 一种基于流化床和相变材料的换热设备

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1417291A (zh) * 2001-11-05 2003-05-14 中国科学院大连化学物理研究所 一种通过费托合成由合成气选择性地制备柴油馏分的工艺过程
CN1600419A (zh) * 2003-09-22 2005-03-30 上海兖矿能源科技研发有限公司 用于浆态床反应器的铁基费托合成催化剂的工业还原方法
CN101892063A (zh) * 2010-07-09 2010-11-24 神华集团有限责任公司 一种费托合成方法及系统

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8119014B2 (en) * 2008-12-23 2012-02-21 Exxonmobil Research And Engineering Company Systems and methods to remove liquid product and fines from a slurry reactor

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1417291A (zh) * 2001-11-05 2003-05-14 中国科学院大连化学物理研究所 一种通过费托合成由合成气选择性地制备柴油馏分的工艺过程
CN1600419A (zh) * 2003-09-22 2005-03-30 上海兖矿能源科技研发有限公司 用于浆态床反应器的铁基费托合成催化剂的工业还原方法
CN101892063A (zh) * 2010-07-09 2010-11-24 神华集团有限责任公司 一种费托合成方法及系统

Also Published As

Publication number Publication date
CN103170284A (zh) 2013-06-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103170284B (zh) 高温、高压浆态床反应器费托合成系统及其工艺
US20130116348A1 (en) Fischer-tropsch synthesis process and system
CN101396647B (zh) 用于费-托合成的气-液-固三相悬浮床反应器及其应用
CN102212381B (zh) 一种用于费托合成反应的设备系统及其应用
EP2213367A1 (en) A composite reaction apparatus and the chemical production method using the same
CN101928194B (zh) 一种固定床费托合成的方法
CN111286356B (zh) 一种高温费托合成生产烃类的系统
CN103396826B (zh) 一种两段串联费托合成系统及其工艺
CN104549566B (zh) 催化转化催化剂再生器及再生方法
JPS5933389A (ja) アルコ−ルを炭化水素に転化するための2段階ゼオライト接触方法
CN112094663B (zh) 费托合成产物分离的方法及其装置
CN100404137C (zh) 颗粒状铁基费托合成催化剂的工业还原方法
CN111286354A (zh) 低温费托和高温费托两段串联生产烃类的方法及装置
CN103721762A (zh) 一种降低二氧化碳排放并改善选择性的催化剂再生方法
CN110215886A (zh) 合成气制低碳醇反应器的反应温度控制方法
CN213590416U (zh) 提高气体催化反应的装置
CN107875980A (zh) 一种固定床费托合成反应器及其应用
CN201058854Y (zh) 一种用于费托合成的固定床装置
CN104341259A (zh) 一种合成气催化甲烷化方法及装置
CN111330518A (zh) 一种提高气体催化反应的方法和装置
CN113351225A (zh) 费托合成铁基催化剂的活化方法和费托合成催化剂活化系统
CN112125779A (zh) 一种双级双分离甲醇生产方法
CN103059898B (zh) 一种合成液态烃的方法
CN106588574B (zh) 一种浆态床甲醇合成工艺
EP3026036A1 (en) Method and device for catalytic methanation of synthesis gas

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CP03 Change of name, title or address
CP03 Change of name, title or address

Address after: No. 22, diazepam West Binhe Road, Dongcheng District, Beijing, Beijing

Co-patentee after: National Institute of Clean and Low Carbon Energy

Patentee after: National energy investment Refco Group Ltd

Address before: 100011 Shenhua building, 22, Ping Men Road, West Binhe Road, Dongcheng District, Beijing

Co-patentee before: National Institute of Clean and Low Carbon Energy

Patentee before: Shenhua Group LLC

CP01 Change in the name or title of a patent holder
CP01 Change in the name or title of a patent holder

Address after: 100011 Beijing Dongcheng District, West Binhe Road, No. 22

Patentee after: CHINA ENERGY INVESTMENT Corp.,Ltd.

Patentee after: Beijing low carbon clean energy research institute

Address before: 100011 Beijing Dongcheng District, West Binhe Road, No. 22

Patentee before: CHINA ENERGY INVESTMENT Corp.,Ltd.

Patentee before: Beijing low carbon clean energy research institute