CN115400696B - 合成气制高附加值化学品的方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及合成气制高附加值化学品的技术领域，具体涉及一种合成气制高附加值化学品的方法和装置。该方法能够将副产物CO2和CH4进行回收利用，从而有效提高了合成气转化率以及高附加值化学品的收率；同时，该方法也节约原料成本，减少了碳排放。
Description
技术领域
本发明涉及合成气制高附加值化学品的技术领域，具体涉及一种合成气制高附加值化学品的方法和装置。
背景技术
合成气(H2+CO)是煤化工领域最常见的原料气，通过不同的反应路径可以获得诸多产品，最常见的是将合成气通过费托合成反应获取汽柴油和蜡等燃料以及化学品。费托合成按照反应温度可分为低温费托(220-280℃)和高温费托(300-350℃)，低温费托一般采用沉淀铁催化剂或负载铁催化剂，产品主要为柴油和蜡；高温费托合成则可以选择熔铁催化剂、沉淀铁催化剂或负载铁催化剂，产品主要为汽油和低碳烃。一般来说，高温费托得到的产品附加值高于低温费托。铁催化剂一般用合成气还原，如果还原空速过大，成本高，浪费合成气，实际上还原过程并不需要消耗太多合成气；如果空速过小，还原过程中形成的水汽浓度较高，容易使催化剂活性表面发生还原-氧化-还原的反复还原过程，影响催化剂还原效果。不管是低温还是高温费托合成反应，采取何种催化剂，都会产生两种主要的副产物CO2和CH4。有数据表明，如果以煤为原料来进行费托合成反应，50％左右的碳原子会以CO2的形式排放到大气中，这既是一种原料的浪费，对环境也是相当大的负担(CO2是温室气体)。此外，CH4是费托产物中经济性最差的，但同时也是产量最大的烃类产物，如何减少CH4的产生或者将其转换为其他高附加值的产品，也是一个重要挑战。
CN102441352A公开了一种浆态床费托合成方法，通过提高反应器上部空间的温度，加快产物中轻质烃和水蒸气离开反应器的上部，提高CO的转化率及费托合成催化剂的稳定性。该方法只能用于Co催化剂，并未提及催化剂还原以及高温条件下保持浆态床液面的办法，改进点仅仅改变了操作条件，和普遍应用的传统浆态床反应器并无大的差别。
因此，亟需一种新的合成气制高附加值化学品的方法。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术费托合成反应中存在合成气转化率低、高附加值化学品收率低、副产物CO2和CH4占比大、碳排放大等问题，提供一种新的合成气制高附加值化学品的方法和装置，该方法能够将副产物CO2和CH4进行回收利用，从而有效提高了合成气转化率以及高附加值化学品的收率；同时，该方法也节约原料成本，减少了碳排放。
为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种合成气制高附加值化学品的方法，该方法包括以下步骤：
(1)将含合成气的原料气与预处理后的铁基催化剂接触并进行费托合成反应，得到费托合成反应产物；并将含有费托合成反应产物的物料进行气液分离，得到液体产物和气体产物，其中，将所述气体产物分为气体产物I和气体产物II；
(2)将所述气体产物I进行CO2分离，得到富CO2气体和气体物流I，并将所述富CO2气体分为富CO2气体I和富CO2气体II；
(3)将所述气体物流I进行低碳烯烃分离，得到C2-C4烯烃和气体物流II；
(4)将所述气体物流II进行提氢分离，得到富H2气体和富CH4气体；
(5)将所述富H2气体和富CO2气体I进行加氢反应，并将得到的加氢反应产物返回并混入步骤(1)中所述物料；
(6)将所述富CH4气体和富CO2气体II进行重整处理，并将得到的重整处理产物返回并混入所述原料气。
优选地，所述预处理包括：将所述铁基催化剂依次进行还原和初活。
本发明第二方面提供一种合成气制高附加值化学品的装置，该装置包括：依次连通的费托合成反应器、气液分离器、CO2分离器、低碳烯烃分离器、提氢分离器；还包括加氢反应器和重整处理反应器；
所述费托合成反应器用于将含合成气的原料气与预处理后的铁基催化剂进行费托合成反应，得到费托合成反应产物；
所述气液分离器用于将含有费托合成反应产物的物料进行气液分离，得到液体产物和气体产物，其中，将所述气体产物分为气体产物I和气体产物II；
所述CO2分离器用于将所述气体产物I进行CO2分离，得到富CO2气体和气体物流I，其中，将所述富CO2气体分为富CO2气体I和富CO2气体II；
所述低碳烯烃分离器用于将所述气体物流I进行低碳烯烃分离，得到富C2-C4烯烃和气体物流II；
所述提氢分离器用于将所述气体物流II进行提氢分离，得到富H2气体和富CH4气体；
其中，所述加氢反应器连接所述提氢分离器的富H2气体出口、所述CO2分离器的富CO2气体出口和所述气液分离器的入口，用于将所述富H2气体和富CO2气体I进行加氢反应，并将得到的加氢反应产物返回并混入所述物料；
其中，所述重整处理反应器连接所述提氢分离器的富CH4气体出口、所述CO2分离器的富CO2气体出口和所述费托合成反应器的入口，用于将所述富CH4气体和富CO2气体II进行重整处理，并将得到的重整处理产物返回并混入所述原料气。
相比现有技术，本发明具有以下优势：
(1)相比现有的低温费托反应，本发明提供的方法制得的产品(C2-C4烯烃、α-烯烃、含氧化合物以及芳烃等)均为高附加值化学品，其中，C2-C4烯烃和α-烯烃是石化和其他煤化工行业较难获得的优质化工原料；相比现有的高温费托反应，本发明提供的方法对副产物CO2气体和CH4气体的有效利用使得原料气的转化率和高附加值化学品的收率明显提高，实现了碳减排的同时，降低原料成本；
尤其是，本发明提供的铁基催化剂依次进行还原和初活，其中，所述还原能够精确监测还原进度，减少还原时间，通过调整还原压力、空速、还原气体中氢氮比例来保证还原过程中的低水汽浓度以及还原质量，并减少还原气体消耗，降低催化剂还原成本；所述初活条件温和，缓慢释放催化剂活性，避免了碳在催化剂表面的沉积，提供催化剂的活性和稳定性。
(2)本发明提供的方法能够同时用于费托合成、副产物(CO2和CH4)两者产物的分离和处理，缩短了工艺流程和成本。
附图说明
图1是本发明提供一种合成气制高附加值化学品的装置。
附图标记说明
I、费托合成反应器 II、气液分离器 III、CO2分离器
IV、低碳烯烃分离器 V、提氢分离器 VI、加氢反应器
VII、重整处理反应器 VIII、压缩机
1、合成气 2、液体产物 3、气体产物I
4、富CO2气体I 5、富CO2气体II 6、气体物流I
7、C2-C4烯烃 8、气体物流II 9、富CH4气体
10、富H2气体 11、加氢反应产物 12、重整处理产物
13、气体产物II
具体实施方式
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
本发明第一方面提供一种合成气制高附加值化学品的方法，该方法包括以下步骤：
(1)将含合成气的原料气与预处理后的铁基催化剂接触并进行费托合成反应，得到费托合成反应产物；并将含有费托合成反应产物的物料进行气液分离，得到液体产物和气体产物，其中，将所述气体产物分为气体产物I和气体产物II；
(2)将所述气体产物I进行CO2分离，得到富CO2气体和气体物流I，并将所述富CO2气体分为富CO2气体I和富CO2气体II；
(3)将所述气体物流I进行低碳烯烃分离，得到C2-C4烯烃和气体物流II；
(4)将所述气体物流II进行提氢分离，得到富H2气体和富CH4气体；
(5)将所述富H2气体和富CO2气体I进行加氢反应，并将得到的加氢反应产物返回并混入步骤(1)中所述物料；
(6)将所述富CH4气体和富CO2气体II进行重整处理，并将得到的重整处理产物返回并混入所述原料气。
在本发明中，没有特殊情况说明下，所述产物包括气体产物、液态产物和合成水，其中，所述气体产物包括CH4、C2-C4低碳烯烃(均为α-烯烃)和低碳烷烃，液态产物包括C5 +烃(含α-烯烃、含氧化合物和芳烃)，合成水包括含氧化合物。
在本发明中，没有特殊情况说明下，所述高附加值化学品含有C2-C4低碳烯烃、C5 +烃和含氧化合物。
在本发明中，步骤(1)中，对所述费托合成反应的条件具有较宽的选择范围，只要将所述含合成气的原料气转化为含液态烃和低碳烯烃的高附加值化学品即可。优选地，所述费托合成反应的条件包括：空速为1000-40000mL/(g·h)，优选为2000-20000mL/(g·h)；温度为280-360℃，优选为310-350℃；压力为0.1-6MPa，优选为1.5-3.8MPa。采用优选的条件，更有利于提高原料气的转化率和高附加值化学品的收率。
在本发明的一些实施方式中，优选地，所述原料气中H2和CO的体积比为0.5-3：1，优选为0.8-2：1。
在本发明中，对所述铁基催化剂具有较宽的选择范围，只要所述铁基催化剂能够适用于上述费托合成反应的条件即可。优选地，所述铁基催化剂选自熔铁催化剂、沉淀铁催化剂和负载铁催化剂中的至少一种。
在本发明中，所述熔铁催化剂指以Fe3O4或Fe1-xO或两者混合物为母体，加入助剂，通过高温熔融得到的铁催化剂；所述沉淀铁催化剂指通过沉淀、洗涤、浸渍、过滤、干燥、焙烧等步骤得到的铁催化剂；所述负载铁催化剂指的是将以Fe为主的活性组分负载到结构载体上(比如Al2O3或者SiO2或者硅胶等载体)来获得催化剂活性以及稳定性的催化剂。
在本发明中，对所述预处理的方式具有较宽的选择范围，只要将所述铁基催化剂中铁进行还原即可。
在本发明中，为了提高所述预处理后的铁基催化剂的催化活性和稳定性。优选地，所述预处理包括：将所述铁基催化剂依次进行还原和初活。
在本发明的一些实施方式中，优选地，所述还原包括：将所述铁基催化剂与含N2-H2的还原气体进行接触，得到还原后的铁基催化剂。
在本发明中，所述还原气体不采用CO是为了更好保护催化剂，避免高温下CO由于歧化反应而导致催化剂表面积炭，从而降低催化剂的催化活性和稳定性。
在本发明中，通过测量还原过程中水汽浓度来监测还原进度，减少了多余的还原时间，通过调整还原压力、空速和还原气中N2-H2的体积比例来保证还原过程中的低水汽浓度以及催化剂还原质量，减少了还原气体的消耗，从而降低催化剂的还原成本。
在本发明的一些实施方式中，优选地，所述还原的过程分为初始升温阶段、还原阶段、还原终止阶段。
在本发明的一些实施方式中，优选地，所述初始升温阶段的条件包括：压力＞2MPa，优选为2.5-3.5MPa；空速＜5000mL/(g·h)，优选为500-4000mL/(g·h)；所述还原气体中N2和H2的体积比为2-20：1，优选为5-15：1；升温速率为10-60℃/h，优选为15-30℃/h；温度为120-200℃，优选为140-180℃。
在本发明中，所述初始升温阶段采用高压低空速的高氮低氢气体对铁基催化剂进行还原，当还原后气体中水汽浓度快速升至0.2-1g/cm3，说明铁基催化剂开始还原，此时的温度称为起始还原温度，一般在200-380℃之间。
在本发明的一些实施方式中，优选地，当所述还原后气体中水汽浓度为0.2-1g/cm3，所述铁基催化剂进入还原阶段。
在本发明中，为了提高还原过程中的水汽移除效率，保证催化剂还原质量。优选地，所述还原阶段包括：还原阶段I和还原阶段II。其中，还原阶段I和还原阶段II的取决于所述还原后的气体中水汽浓度。
在本发明的一些实施方式中，优选地，所述还原阶段I的条件包括：压力＜1MPa，优选为0.2-0.8MPa；空速＞5000mL/(g·h)，优选为6500-15000mL/(g·h)；所述还原气体中N2和H2的体积比为1-5：1，优选为1.5-3：1；升温速率为1-20℃/h，优选为5-18℃/h；温度为200-380℃，优选为270-360℃。
在本发明的一些实施方式中，优选地，当所述还原后气体中水汽浓度≥2g/cm3，优选为2-3g/cm3，所述还原阶段II的条件包括：停止升温；调整所述还原气体中N2和H2的体积比至2-10：1，优选为4-8：1；直到所述还原气体中水汽浓度≤2g/cm3。
在本发明的一些实施方式中，优选地，当所述还原后气体中水汽浓度降至0.5-1.2g/cm3，所述铁基催化剂进入还原终止阶段，说明还原基本结束。
在本发明的一些实施方式中，优选地，所述还原终止阶段的条件包括：空速＜5000mL/(g·h)，优选为1000-4000mL/(g·h)；所述还原气体中N2和H2的体积比为0.1-0.5：1，优选为0.15-0.4：1；降温速率为10-30℃/h，优选为15-27℃/h；温度为30-280℃，优选为50-250℃。
根据本发明，优选地，所述初活包括：将还原后的铁基催化剂与含H2-N2-CO的初活气体进行接触，得到所述预处理后的铁基催化剂。
在本发明中，所述初活旨在降低铁基催化剂表面的积炭，采用多段初活处理，结合所述初活过程温和的条件，缓慢释放催化活性，能够有效避免反应初期高活性引起的催化剂烧结以及碳在催化剂表面的沉积，从而提高催化剂的催化活性和稳定性。
在本发明的一些实施方式中，优选地，所述初活的过程分为初活阶段I、初活阶段II、初活阶段III和初活阶段IV。
在本发明的一些实施方式中，优选地，所述初活阶段I中，所述初活气体中H2、N2、CO的体积比为60-90：10-30：1-10。
在本发明的一些实施方式中，优选地，所述初活阶段II中，所述初活气体中H2、N2、CO的体积比为60-90：5-20：5-20。
在本发明的一些实施方式中，优选地，所述初活阶段III中，所述初活气体中H2、N2、CO的体积比为70-90：0：10-30。
在本发明的一些实施方式中，优选地，所述初活阶段IV中，所述初活气体中H2、N2、CO的体积比为60-90：0：10-40。
在本发明的一些实施方式中，优选地，所述初活阶段I、初活阶段II、初活阶段III和初活阶段IV的条件各自独立地包括：温度为30-280℃，优选为40-220℃；压力＞2MPa，优选为2.2-3.5MPa；当所述初活气体中CH4和/或CO2的浓度稳定1-5h。采用优选的条件，更有利于提高预处理后的铁基催化剂的催化活性和稳定性。
在本发明的一些实施方式中，所述气体产物I和气体产物II的体积比＞1.5，优选≥3，更优选为3-12。采用优选的条件，更有利于降低CO2选择性，提高C利用率，即，提高高附加值产品的收率。
根据本发明，优选地，将所述气体产物II返回并混入所述原料气。
在本发明中，步骤(2)中，所述CO2分离旨在分离所述气体产物I中CO2，得到富CO2气体和气体物流I。
在本发明中，对所述CO2分离的方式具有较宽的选择范围，只要将所述气体产物I中CO2分离出来即可。
在本发明中，为了降低副产物(CH4和CO2)的占比，从而有效提高高附加值化学品的收率。优选地，所述富CO2气体I和富CO2气体II的体积比为1-3.5：1，优选为1.5-2.8：1。
在本发明中，步骤(3)中，所述低碳烯烃分离旨在分离所述气体物流I中C2-C4烯烃，得到C2-C4烯烃和气体物流II。
在本发明中，对所述低碳烯烃分离的方式具有较宽的选择范围，只要将所述气体物流I中C2-C4烯烃分离出来即可。
在本发明中，步骤(4)中，所述提氢分离旨在分离所述气体物流II中H2和CH4，得到富H2气体和富CH4气体。
在本发明中，对所述提氢分离的方式具有较宽的选择范围，只要将所述气体物流II中H2和CH4分离出来即可。
在本发明的一些实施方式中，优选地，所述提氢分离的条件包括：温度为10-40℃，优选为20-35℃；压力为0.2-5.5MPa，优选为1.2-3.5MPa。
在本发明中，步骤(5)中，所述加氢反应旨在将低价值的富CO2气体转化为高附加值产品，从而提高碳利用率。
在本发明中，对所述加氢反应的条件具有较宽的选择范围，只要将所述述富H2气体和富CO2气体I转化为高附加值化学品即可。优选地，所述加氢反应的条件包括：温度为280-580℃，优选为300-450℃；压力为0.5-3.5MPa，优选为0.8-3MPa；所述富H2气体中H2和富CO2气体I中CO2的体积比为2-6：1，优选为3-4：1。
在本发明中，步骤(6)中，所述重整处理旨在将低价值的富CH4气体和富CO2气体转化为高附加值的合成气，从而提高碳利用率。
在本发明中，对所述重整处理的条件具有较宽的选择范围，只要将所述富CH4气体和富CO2气体II转化为合成气即可。优选地，所述重整处理的条件包括：温度为600-880℃，优选为650-850℃；压力为0.1-3MPa，优选为0.2-2.5MPa；所述富CH4气体中CH4和富CO2气体II中CO2的体积比为0.5-2：1，优选为0.65-1.4：1。
在本发明的一些实施方式中，优选地，该方法还包括：将所述重整处理产物经压缩后，再返回并混入所述原料气。所述压缩旨在提高气体压力，满足进行所述费托合成反应的条件。
本发明第二方面提供一种合成气制高附加值化学品的装置，该装置包括：依次连通的费托合成反应器、气液分离器、CO2分离器、低碳烯烃分离器、提氢分离器；还包括加氢反应器和重整处理反应器；
所述费托合成反应器用于将含合成气的原料气与预处理后的铁基催化剂进行费托合成反应，得到费托合成反应产物；
所述气液分离器用于将含有费托合成反应产物的物料进行气液分离，得到液体产物和气体产物，其中，将所述气体产物分为气体产物I和气体产物II；
所述CO2分离器用于将所述气体产物I进行CO2分离，得到富CO2气体和气体物流I，其中，将所述富CO2气体分为富CO2气体I和富CO2气体II；
所述低碳烯烃分离器用于将所述气体物流I进行低碳烯烃分离，得到富C2-C4烯烃和气体物流II；
所述提氢分离器用于将所述气体物流II进行提氢分离，得到富H2气体和富CH4气体；
其中，所述加氢反应器连接所述提氢分离器的富H2气体出口、所述CO2分离器的富CO2气体出口和所述气液分离器的入口，用于将所述富H2气体和富CO2气体I进行加氢反应，并将得到的加氢反应产物返回并混入所述物料；
其中，所述重整处理反应器连接所述提氢分离器的富CH4气体出口、所述CO2分离器的富CO2气体出口和所述费托合成反应器的入口，用于将所述富CH4气体和富CO2气体II进行重整处理，并将得到的重整处理产物返回并混入所述原料气。
在本发明中，将所述重整处理产物返回并进入所述费托合成反应器中，所述重整处理产物可以单独进行所述费托合成反应，也可以与所述原料气混合后进行所述费托合成反应。
在本发明中，将所述气体产物II返回并进入所述费托合成反应器中，所述气体产物II可以进行所述费托合成反应，也可以与所述原料气混合后进行所述费托合成反应。
根据本发明，优选地，所述气液分离器的气体产物出口还连接所述费托合成反应器的入口，用于将所述气体产物II返回并混入所述原料气。
在本发明中，将所述气体产物II返回并进入所述费托合成反应器中，所述气体产物II可以单独进行所述费托合成反应，也可以与所述原料气混合后进行所述费托合成反应。
根据本发明，优选地，该装置还包括：压缩机；所述压缩机连接所述重整处理反应器的出口和所述费托合成反应器的入口，用于将所述重整处理产物进行压缩后。
本发明提供的一种合成气制高附加值化学品的装置，如图1所示，该装置包括：依次连通的费托合成反应器I、气液分离器II、CO2分离器III、低碳烯烃分离器IV、提氢分离器V，还包括：加氢反应器VI、重整处理反应器VII和压缩机VIII；
其中，所述费托合成反应器I用于将含合成气1的原料气与预处理后的铁基催化剂进行费托合成反应，得到费托合成反应产物；所述气液分离器II用于将含有费托合成反应产物的物料进行气液分离，得到液体产物2和气体产物，其中，将所述气体产物分为气体产物I 3和气体产物II 13；所述CO2分离器III用于将所述气体产物I 3进行CO2分离，得到富CO2气体和气体物流I 6，其中，将所述富CO2气体分为富CO2气体I 4和富CO2气体II 5；所述低碳烯烃分离器IV用于将所述气体物流I 6进行低碳烯烃分离，得到C2-C4烯烃7和气体物流II 8；所述提氢分离器V用于将所述气体物流II 8进行提氢分离，得到富H2气体10和富CH4气体9；
其中，所述加氢反应器VI连接所述提氢分离器V的富H2气体出口、所述CO2分离器III的富CO2气体出口和所述气液分离器II的入口，用于将所述富H2气体10和富CO2气体I4进行加氢反应，并将得到的加氢反应产物11返回并混入所述物料；
其中，所述重整处理反应器VII连接所述提氢分离器V的富CH4气体出口、所述CO2分离器III的富CO2气体出口和所述费托合成反应器I的入口，用于将所述富CH4气体9和富CO2气体II5进行重整处理，并将得到的重整处理产物12返回并混入所述原料气；
其中，所述气液分离器II的气体产物出口还连接所述费托合成反应器I的入口，用于将所述气体产物II 13返回并混入所述原料气；
其中，所述压缩机VIII连接所述重整处理反应器VII的出口和所述费托合成反应器I的入口，用于将所述重整处理产物12进行压缩。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。
制备例1
熔铁催化剂(Fe-K-Ca-Al，基于总重量计，Fe、K、Ca和Al的含量分别为92.2wt％、1.3wt％、1.6wt％、2.8wt％)进行预处理，得到预处理后的熔铁催化剂；其中，预处理包括：将熔铁催化剂依次进行还原和初活。
(1)还原：将熔铁催化剂与含N2-H2的还原气体进行接触，得到还原后的熔铁催化剂；
A、将熔铁催化剂与含N2-H2的还原气体(N2和H2的体积比为15：1)进行初始升温阶段，其中，初始升温阶段的条件包括：压力2.5MPa，空速为2000mL/(g·h)，升温速率为20℃/h，温度为150℃；
B、当所述还原后气体中水汽浓度为0.8g/cm3，所述熔铁催化剂进入还原阶段；其中，所述还原阶段I的条件包括：压力为0.5MPa，空速为6800mL/(g·h)，所述还原气体中N2和H2的体积比为2：1，升温速率为10℃/h，温度为350℃；当还原温度升温至410℃，所述还原后气体中水汽浓度为2.2g/cm3，所述还原阶段II的条件包括：停止升温，保持还原温度，调整还原气体中N2和H2的体积比为5：1；
C、当所述还原后气体中水汽浓度下降至1g/cm3，所述熔铁催化剂进入还原终止阶段，且所述终止还原的条件包括：空速为3000mL/(g·h)，所述还原气体中N2和H2的体积比为0.3：1，降温速率为20℃/h，温度为180℃，还原阶段结束。
(2)初活：将还原后的熔铁催化剂与含H2-N2-CO的初活气体进行接触，得到所述预处理后的熔铁催化剂；
在180℃进行初活，初活气体为高压(3MPa)含H2-N2-CO的初活气体(H2、N2、CO的体积比为80:15:5)，用气相色谱检测反应器出口气体中CH4或CO2浓度，两种气体浓度稳定2h后，初活气体改为高压(2.5MPa)H2-N2-CO初活气体(H2、N2、CO的体积比为80:10:10)，用气相色谱检测反应器出口气体中CH4或CO2浓度，两种气体浓度稳定2h后，初活气体改为高压(2.0MPa)H2-N2-CO混合气体(H2、N2、CO的体积比为85:0:15)，检测反应器出口气体中CH4或CO2浓度，两种气体浓度稳定2h后，初活气体改为H2-N2-CO混合气体(H2、N2、CO的体积比为80:0:20)，初活阶段结束。
制备例2
沉淀铁催化剂(Fe-Cu-K-SiO2，基于总重量计，Fe、Cu、K和SiO2的含量分别为77wt％、3.1wt％、3.5wt％、16.3wt％)进行预处理，得到预处理后的沉淀铁催化剂；其中，预处理包括：将沉淀铁催化剂依次进行还原和初活。
(1)还原：将沉淀铁催化剂与含N2-H2的还原气体进行接触，得到还原后的沉淀铁催化剂；
A、将沉淀铁催化剂与含N2-H2的还原气体(N2和H2的体积比为12：1)进行初始升温阶段，其中，初始升温阶段的条件包括：压力3.0MPa，空速为3000mL/(g·h)，升温速率为20℃/h，温度为160℃；
B、当所述还原后气体中水汽浓度为0.75g/cm3，所述沉淀铁催化剂进入还原阶段；其中，所述还原阶段I的条件包括：压力为0.4MPa，空速为7200mL/(g·h)，所述还原气体中N2和H2的体积比为2.5：1，升温速率为8℃/h，温度为340℃；当还原温度升温至385℃，所述还原后气体中水汽浓度为2.3g/cm3，所述还原阶段II的条件包括：停止升温，保持还原温度，调整还原气体中N2和H2的体积比为5.5：1；
C、当所述还原后气体中水汽浓度下降至0.85g/cm3，所述沉淀铁催化剂进入还原终止阶段，且所述终止还原的条件包括：空速降为2500mL/(g·h)，所述还原气体中N2和H2的体积比为0.25：1，降温速率为20℃/h，温度为190℃，还原阶段结束。
(2)初活：将还原后的沉淀铁催化剂与含H2-N2-CO的初活气体进行接触，得到所述预处理后的沉淀铁催化剂；
在190℃进行初活，初活气体为高压(2.9MPa)含H2-N2-CO的初活气体(H2、N2、CO的体积比为80:13:7)，用气相色谱检测反应器出口气体中CH4或CO2浓度，两种气体浓度稳定2.5h后，初活气体改为高压(2.7MPa)H2-N2-CO初活气体(H2、N2、CO的体积比为82:10:8)，用气相色谱检测反应器出口气体中CH4或CO2浓度，两种气体浓度稳定2.5h后，初活气体改为高压(2.3MPa)H2-N2-CO混合气体(H2、N2、CO的体积比为87:0:13)，检测反应器出口气体中CH4或CO2浓度，两种气体浓度稳定2.5h后，初活气体改为H2-N2-CO混合气体(H2、N2、CO的体积比为78:0:22)，初活阶段结束。
制备例3
负载铁催化剂(基于总重量计，活性组分Fe含量为38wt％，载体SiO2含量为62wt％，将载体在含铁盐的水溶液中浸渍、干燥和焙烧)进行预处理，得到预处理后的负载铁催化剂；其中，预处理包括：将负载铁催化剂依次进行还原和初活。
(1)还原：将负载铁催化剂与含N2-H2的还原气体进行接触，得到还原后的负载铁催化剂；
A、将负载铁催化剂与含N2-H2的还原气体(N2和H2的体积比为11：1)进行初始升温阶段，其中，初始升温阶段的条件包括：压力3.2MPa，空速为2000mL/(g·h)，升温速率为18℃/h，温度为180℃；
B、当所述还原后气体中水汽浓度为0.6g/cm3，所述负载铁催化剂进入还原阶段，其中，所述还原阶段I的条件包括：压力为0.2MPa，空速为7000mL/(g·h)，所述还原气体中N2和H2的体积比为2.2：1，升温速率为10℃/h，温度为320℃；当还原温度升温至390℃，所述还原后气体中水汽浓度为2.15g/cm3，所述还原阶段II的条件包括：停止升温，保持还原温度，调整还原气体中N2和H2的体积比为6.2：1；
C、当所述还原后气体中水汽浓度下降至0.75g/cm3，所述负载铁催化剂进入还原终止阶段，且所述终止还原的条件包括：空速降为2000mL/(g·h)，所述还原气体中N2和H2的体积比为0.2：1，降温速率为18℃/h，温度为160℃，还原阶段结束。
(2)初活：将还原后的负载铁催化剂与含H2-N2-CO的初活气体进行接触，得到所述预处理后的负载铁催化剂；
在160℃进行初活，初活气体为高压(3.1MPa)含H2-N2-CO的初活气体(H2、N2、CO的体积比为81:11:8)，用气相色谱检测反应器出口气体中CH4或CO2浓度，两种气体浓度稳定3h后，初活气体改为高压(2.8MPa)H2-N2-CO初活气体(H2、N2、CO的体积比为81:9:10)，用气相色谱检测反应器出口气体中CH4或CO2浓度，两种气体浓度稳定3h后，初活气体改为高压(2.5MPa)H2-N2-CO混合气体(H2、N2、CO的体积比为85:0:15)，检测反应器出口气体中CH4或CO2浓度，两种气体浓度稳定3h后，初活气体改为H2-N2-CO混合气体(H2、N2、CO的体积比为79:0:21)，初活阶段结束。
实施例1
(1)将含合成气(H2和CO的体积比为1.7:1)的原料气与预处理后的熔铁催化剂进行费托合成反应，得到费托合成反应产物，并将含有费托合成反应产物的物料进行气液分离，得到液体产物和气体产物，其中，费托合成反应的条件包括：空速为8000mL/(g·h)，温度为330℃，压力为3MPa；
将气体产物分为气体产物I和气体产物II，且气体产物I和气体产物II的体积比为4:1；其中，所述气体产物II返回并混入所述原料气；
(2)将所述气体产物I进行CO2分离，得到富CO2气体和气体物流I，并将所述富CO2气体分为富CO2气体I和富CO2气体II；
其中，富CO2气体I和富CO2气体II的体积比为2.5:1；
(3)将所述气体物流I进行低碳烯烃分离，得到C2-C4烯烃和气体物流II；
(4)将所述气体物流II进行提氢分离，得到富H2气体和富CH4气体；提氢分离的条件包括：温度为30℃，压力为2.7MPa；
(5)将所述富H2气体和富CO2气体I进行加氢反应，并将得到的加氢反应产物返回并混入所述物料；加氢反应的条件包括：温度为350℃，压力为2.5MPa；所述富H2气体中H2和富CO2气体I中CO2的体积比为3.6：1；
(6)将所述富CH4气体和富CO2气体II进行重整处理，并将得到的重整处理产物返回并混入所述原料气；重整处理的条件包括：温度为675℃，压力为2.3MPa，所述富CH4气体中CH4和富CO2气体II中CO2的体积比为1.1：1；
测试结果表明：连续运转时间＞72h，性能稳定，合成气中CO转化率＞97％，H2转化率＞90％；产物分布：CH4选择性＜5％，C2-C4选择性＞22.6％，C5 +选择性为55.5％，α-烯烃选择性＞40％，含氧化合物选择性为10.6％，CO2选择性＜3.3％，液相产品中芳烃含量为8wt％。
实施例2
(1)将含合成气(H2和CO的体积比为1.8:1)的原料气与预处理后的沉淀铁催化剂进行费托合成反应，得到费托合成反应产物，并将含有费托合成反应产物的物料进行气液分离，其中，费托合成反应的条件包括：空速为9000mL/(g·h)，温度为330℃，压力为3.1MPa；
将气体产物分为气体产物I和气体产物II，且气体产物I和气体产物II的体积比为3.8:1；其中，所述气体产物II返回并混入所述原料气；
(2)将所述气体产物I进行CO2分离，得到富CO2气体和气体物流I，并将所述富CO2气体分为富CO2气体I和富CO2气体II；
其中，富CO2气体I和富CO2气体II的体积比为2.7:1；
(3)将所述气体物流I进行低碳烯烃分离，得到C2-C4烯烃和气体物流II；
(4)将所述气体物流II进行提氢分离，得到富H2气体和富CH4气体；提氢分离的条件包括：温度为35℃，压力为2.65MPa；
(5)将所述富H2气体和富CO2气体I进行加氢反应，并将得到的加氢反应产物返回并混入所述物料；加氢反应的条件包括：温度为340℃，压力为2.6MPa，所述富H2气体中H2和富CO2气体I中CO2的体积比为3.7：1；
(6)将所述富CH4气体和富CO2气体II进行重整处理，并将得到的重整处理产物返回并混入所述原料气；重整处理的条件包括：温度为685℃，压力为2.35MPa，所述富CH4气体中CH4和富CO2气体II中CO2的体积比为1：1。
测试结果表明：连续运转时间＞72h，性能稳定，合成气中CO转化率＞97.5％，H2转化率＞90.3％；产物分布：CH4选择性＜5.2％，C2-C4烯烃选择性＞23.1％，C5 +选择性为55.9％，α-烯烃选择性＞40.5％，含氧化合物选择性为10.3％，CO2选择性＜3.5％，液相产品中芳烃含量为8.6wt％。
实施例3
(1)将含合成气(H2和CO的体积比为1.65:1)的原料气与预处理后的负载铁催化剂进行费托合成反应，得到费托合成反应产物，并将含有费托合成反应产物的物料进行气液分离，其中，费托合成反应的条件包括：空速为8200mL/(g·h)，温度为325℃，压力为3.2MPa；
将气体产物分为气体产物I和气体产物II，且气体产物I和气体产物II的体积比为3.6:1；其中，所述气体产物II返回并混入所述原料气；
(2)将所述气体产物I进行CO2分离，得到富CO2气体和气体物流I，并将所述富CO2气体分为富CO2气体I和富CO2气体II；
其中，富CO2气体I和富CO2气体II的体积比为2.6:1；
(3)将所述气体物流I进行低碳烯烃分离，得到C2-C4烯烃和气体物流II；
(4)将所述气体物流II进行提氢分离，得到富H2气体和富CH4气体；提氢分离的条件包括：温度为32℃，压力为2.78MPa；
(5)将所述富H2气体和富CO2气体I进行加氢反应，并将得到的加氢反应产物返回并混入所述物料；加氢反应的条件包括：温度为345℃，压力为2.65MPa；所述富H2气体中H2和富CO2气体I中CO2的体积比为3.8：1；
(6)将所述富CH4气体和富CO2气体II进行重整处理，并将得到的重整处理产物返回并混入所述原料气；重整处理的条件包括：温度为672℃，压力为2.42MPa，所述富CH4气体中CH4和富CO2气体II中CO2的体积比为0.93：1。
测试结果表明：连续运转时间＞72h，性能稳定，合成气中CO转化率＞96.8％，H2转化率＞91.2％；产物分布：CH4选择性＜5.1％，C2-C4烯烃选择性＞22.8％，C5 +选择性为56.2％，α-烯烃选择性＞40.3％，含氧化合物选择性为10.5％，CO2选择性＜3.7％，液相产品中芳烃含量为8.4wt％。
实施例4
按照实施例1的方法，不同的是，将熔铁催化剂的预处理方法替换为：
(1)还原：将熔铁催化剂与N2-H2的还原气体进行接触，得到还原后的熔铁催化剂，其他条件不变，但还原过程中不再监测还原后气体中的水汽浓度，当达到某一还原温度后保持24h，即视为还原结束；
(2)初活：将还原后的熔铁催化剂与含H2-N2-CO的初活气体进行接触，其中，H2、N2、CO的体积比保持为78:0:22，得到所述预处理后的沉淀铁催化剂。
测试结果表明：连续运转时间＞72h，合成气中CO转化率92％，H2转化率83％；产物分布：CH4选择性＜8％，C2-C4烯烃选择性＞20.6％，C5 +选择性为54.5％，α-烯烃选择性＞32％，含氧化合物选择性为10.1％，CO2选择性＜4.9％，液相产品中芳烃含量为7.6wt％。催化剂起始活性高，但下降很快，性能并不稳定。此外，高附加值产物(C2-C4烯烃、α-烯烃和芳烃)收率明显偏低，CO2和CH4选择性大。
实施例5
按照实施例1的方法，不同的是，将富CO2气体I和富CO2气体II的体积比替换为3.5:1；其余步骤相同。
测试结果表明：连续运转时间＞72h，性能稳定，合成气中CO转化率＞97％，H2转化率＞90％；产物分布：CH4选择性＜8％，C2-C4烯烃选择性＞22.1％，C5 +选择性为55.2％，α-烯烃选择性＞39.7％，含氧化合物选择性为10.4％，CO2选择性＜2.9％，液相产品中芳烃含量为8wt％。用于CH4重整反应的CO2气体减少，导致CH4选择性明显上升；用于CO2加氢反应的CO2增多，但是对CO2选择性的降幅并不明显。总的来看，CO2和CH4总选择性变大，碳利用率降低，碳排放增加。
实施例6
按照实施例1的方法，不同的是，替换熔铁催化剂的预处理方式，即：
(1)还原：将熔铁催化剂与含N2-H2的还原气体(N2和H2的体积比为2：1)进行接触，得到还原后的熔铁催化剂，其中，还原条件包括：压力2.5MPa，空速为3000mL/(g·h)，升温速率为20℃/h，升至410℃保持24h；
(2)初活：将还原后的熔铁催化剂与含H2-N2-CO的初活气体(H2、N2、CO的体积比为80:0:20)进行接触，得到预处理后熔铁催化剂，其中，初活条件包括：温度为410℃，压力为2.5MPa，时间为8h；
测试结果表明：连续运转时间72h内，催化剂失活明显，合成气中CO转化率从93％降至82％，H2转化率从90％降至84％，产物分布：CH4选择性＞7.5％，C2-C4烯烃选择性＞20.4％，C5 +选择性53.8％，α-烯烃选择性＞32％，含氧化合物选择性8.3％，CO2选择性＞10％，液相产品中芳烃含量为7.6wt％。
实施例6中的催化剂活性低，失活明显，性能较差，且产物分布中附加值低的CH4和CO2占比较大，产品附加值不如实施例1。
实施例7
相比较实施例1，不同的是，将步骤(1)中气体产物I和气体产物II的体积比替换为1.2:1，其余步骤相同。
测试结果表明：连续运转时间＞72h，性能稳定，合成气中CO转化率＞95％，H2转化率＞88％；产物分布：CH4选择性＜5.2％，C2-C4选择性＞20.6％，C5 +选择性为57.5％，α-烯烃选择性＞36％，含氧化合物选择性为10.2％，CO2选择性＞8.8％，液相产品中芳烃含量为6.4wt％。
相比实施例1，实施例7的测试结果中CO2选择性明显偏高，碳利用率较低。
对比例1
按照实施例1的方法，不同的是，没有步骤(5)和(6)，其余步骤相同。
测试结果表明：连续运转时间＞72h，性能稳定，合成气中CO转化率＞95％，H2转化率＞90％；产物分布：CH4选择性＞10.3％，C2-C4烯烃选择性＞22.0％，C5 +选择性为51.8％，α-烯烃选择性＞38.7％，含氧化合物选择性为9.8％，CO2选择性＞7.1％，液相产品中芳烃含量为6.7wt％。
对比例1的产物分布中附加值低的CH4和CO2占比超过17.4％，明显大于实施例1，经济性差。
对比例2
按照实施例1的方法，不同的是，没有步骤(5)，其余步骤相同。
测试结果表明：连续运转时间＞72h，性能稳定，合成气中CO转化率＞94.2％，H2转化率＞88％；产物分布：CH4选择性＞4.8％，C2-C4烯烃选择性＞20.4％，C5 +选择性为52.8％，α-烯烃选择性＞34.7％，含氧化合物选择性为9.4％，CO2选择性＞10.5％，液相产品中芳烃含量为7.3wt％。
对比例2的CO2选择性明显高于实施例1，高附加值收率低，碳利用率低，碳排放大。
对比例3
按照实施例1的方法，不同的是，没有步骤(6)，其余步骤相同。
测试结果表明：连续运转时间＞72h，性能稳定，合成气中CO转化率＞94.4％，H2转化率＞88.4％；产物分布：CH4选择性＞6.8％，C2-C4烯烃选择性＞21.1％，C5 +选择性为52.6％，α-烯烃选择性＞35.6％，含氧化合物选择性为9.6％，CO2选择性＞4.5％，液相产品中芳烃含量为7.8％。
对比例3的CH4择性明显高于实施例1，高附加值收率低，碳利用率低，碳排放大。
对比例4
按照实施例1的方法，不同的是，步骤(2)中，直接将全部气体产物进行CO2分离，其余步骤相同。
测试结果表面：连续运转时间＞72h，性能稳定，合成气中CO转化率＞96％，H2转化率＞89.1％；产物分布：CH4选择性＜5.2％，C2-C4选择性＞22.4％，C5 +选择性为55.8％，α-烯烃选择性＞40％，含氧化合物选择性为10.6％，CO2选择性＞7.4％，液相产品中芳烃含量为8wt％。
相比实施例1，对比例4直接将全部气体产物进行CO2分离，导致整个流程中CO2选择性升高，C利用率降低。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。
Claims (26)
1.一种合成气制高附加值化学品的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
（1）将含合成气的原料气与预处理后的铁基催化剂接触并进行费托合成反应，得到费托合成反应产物；并将含有费托合成反应产物的物料进行气液分离，得到液体产物和气体产物，其中，将所述气体产物分为气体产物I和气体产物II；将所述气体产物II返回并混入所述原料气；
（2）将所述气体产物I进行CO2分离，得到富CO2气体和气体物流I，并将所述富CO2气体分为富CO2气体I和富CO2气体II；
（3）将所述气体物流I进行低碳烯烃分离，得到C2-C4烯烃和气体物流II；
（4）将所述气体物流II进行提氢分离，得到富H2气体和富CH4气体；
（5）将所述富H2气体和富CO2气体I进行加氢反应，并将得到的加氢反应产物返回并混入步骤（1）中所述物料；
（6）将所述富CH4气体和富CO2气体II进行重整处理，并将得到的重整处理产物返回并混入所述原料气。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述费托合成反应的条件包括：空速为1000-40000 mL/(g·h)，温度为280-360℃，压力为0.1-6 MPa；
和/或，所述原料气中H2和CO的体积比为0.5-3：1；
和/或，所述铁基催化剂选自熔铁催化剂、沉淀铁催化剂和负载铁催化剂中的至少一种；
和/或，所述预处理包括：将所述铁基催化剂依次进行还原和初活。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述费托合成反应的条件包括：空速为2000-20000 mL/(g·h)，温度为310-350℃，压力为1.5-3.8 MPa；
和/或，所述原料气中H2和CO的体积比为0.8-2：1。
4.根据权利要求2所述的方法，其中，所述还原包括：将所述铁基催化剂与含N2-H2的还原气体进行接触，得到还原后的铁基催化剂；
和/或，所述还原的过程分为初始升温阶段、还原阶段、还原终止阶段；
和/或，所述初始升温阶段的条件包括：压力＞2 MPa，空速＜5000 mL/(g·h)；所述还原气体中N2和H2的体积比为2-20：1，升温速率为10-60℃/h，温度为120-200℃。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述初始升温阶段的条件包括：压力为2.5-3.5MPa，空速为500-4000 mL/(g·h)；所述还原气体中N2和H2的体积比为5-15：1，升温速率为15-30℃/h，温度为140-180℃。
6.根据权利要求4或5所述的方法，其中，当所述还原后气体中水汽浓度为0.2-1 g/cm3，所述铁基催化剂进入还原阶段。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述还原阶段包括：还原阶段I和还原阶段II。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述还原阶段I的条件包括：压力＜1 MPa，空速＞5000 mL/(g·h)；所述还原气体中N2和H2的体积比为1-5：1，升温速率为1-20℃/h，温度为200-380℃。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述还原阶段I的条件包括：压力为0.2-0.8 MPa，空速为6500-15000 mL/(g·h)；所述还原气体中N2和H2的体积比为1.5-3：1，升温速率为5-18℃/h，温度为270-360℃。
10.根据权利要求7所述的方法，其中，当所述还原后气体中水汽浓度≥2 g/cm3，所述还原阶段II的条件包括：停止升温；调整所述还原气体中N2和H2的体积比至2-10：1，直到所述还原气体中水汽浓度≤2 g/cm3。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，当所述还原后气体中水汽浓度为2-3 g/cm3，所述还原阶段II的条件包括：停止升温；调整所述还原气体中N2和H2的体积比至4-8：1；直到所述还原气体中水汽浓度≤2 g/cm3。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，当所述还原后气体中水汽浓度下降至0.5-1.2g/cm3，所述铁基催化剂进入还原终止阶段。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述还原终止阶段的条件包括：空速＜5000mL/(g·h)；所述还原气体中N2和H2的体积比为0.1-0.5：1；降温速率为10-30℃/h；温度为30-280℃。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述还原终止阶段的条件包括：空速为1000-4000 mL/(g·h)；所述还原气体中N2和H2的体积比为0.15-0.4：1；降温速率为15-27℃/h；温度为50-250℃。
15.根据权利要求2或3所述的方法，其中，所述初活包括：将还原后的铁基催化剂与含H2-N2-CO的初活气体进行接触，得到所述预处理后的铁基催化剂；
和/或，所述初活的过程分为初活阶段I、初活阶段II、初活阶段III和初活阶段IV；
和/或，所述初活阶段I中，所述初活气体中H2、N2、CO的体积比为60-90：10-30：1-10；
和/或，所述初活阶段II中，所述初活气体中H2、N2、CO的体积比为60-90：5-20：5-20；
和/或，所述初活阶段III中，所述初活气体中H2、N2、CO的体积比为70-90：0：10-30；
和/或，所述初活阶段IV中，所述初活气体中H2、N2、CO的体积比为60-90：0：10-40。
16.根据权利要求5所述的方法，其中，所述初活阶段I、初活阶段II、初活阶段III和初活阶段IV的条件各自独立地包括：温度为30-280℃，压力＞2 MPa，当所述初活气体中CH4和/或CO2的浓度稳定1-5h。
17.根据权利要求16所述的方法，其中，所述初活阶段I、初活阶段II、初活阶段III和初活阶段IV的条件各自独立地包括：温度为40-220℃，压力为2.2-3.5 MPa。
18.根据权利要求1所述的方法，其中，所述气体产物I和气体产物II的体积比＞1.5。
19.根据权利要求18所述的方法，其中，所述气体产物I和气体产物II的体积比≥3。
20.根据权利要求19所述的方法，其中，所述气体产物I和气体产物II的体积比为3-12。
21.根据权利要求1所述的方法，其中，所述富CO2气体I和富CO2气体II的体积比为1-3.5：1；
和/或，所述提氢分离的条件包括：温度为10-40℃，压力为0.2-5.5 MPa。
22.根据权利要求21所述的方法，其中，所述富CO2气体I和富CO2气体II的体积比为1.5-2.8：1；
和/或，所述提氢分离的条件包括：温度为20-35℃，压力为1.2-3.5 MPa。
23.根据权利要求1所述的方法，其中，所述加氢反应的条件包括：温度为280-580℃，压力为0.5-3.5MPa，所述富H2气体中H2和富CO2气体I中CO2的体积比为2-6：1；
和/或，所述重整处理的条件包括：温度为600-880℃，压力为0.1-3MPa，所述富CH4气体中CH4和富CO2气体II中CO2的体积比为0.5-2：1；
和/或，该方法还包括：将所述重整处理产物经压缩后，再返回并混入所述原料气。
24.根据权利要求23所述的方法，其中，所述加氢反应的条件包括：温度为300-450℃，压力为0.8-3MPa，所述富H2气体中H2和富CO2气体I中CO2的体积比为3-4：1；
和/或，所述重整处理的条件包括：温度为650-850℃，压力为0.2-2.5MPa，所述富CH4气体中CH4和富CO2气体II中CO2的体积比为0.65-1.4：1。
25.一种合成气制高附加值化学品的装置，其特征在于，该装置包括：依次连通的费托合成反应器、气液分离器、CO2分离器、低碳烯烃分离器、提氢分离器；还包括加氢反应器和重整处理反应器；
所述费托合成反应器用于将含合成气的原料气与预处理后的铁基催化剂进行费托合成反应，得到费托合成反应产物；
所述气液分离器用于将含有费托合成反应产物的物料进行气液分离，得到液体产物和气体产物，其中，将所述气体产物分为气体产物I和气体产物II；
所述CO2分离器用于将所述气体产物I进行CO2分离，得到富CO2气体和气体物流I，其中，将所述富CO2气体分为富CO2气体I和富CO2气体II；
所述低碳烯烃分离器用于将所述气体物流I进行低碳烯烃分离，得到富C2-C4烯烃和气体物流II；
所述提氢分离器用于将所述气体物流II进行提氢分离，得到富H2气体和富CH4气体；
其中，所述加氢反应器连接所述提氢分离器的富H2气体出口、所述CO2分离器的富CO2气体出口和所述气液分离器的入口，用于将所述富H2气体和富CO2气体I进行加氢反应，并将得到的加氢反应产物返回并混入所述物料；
其中，所述重整处理反应器连接所述提氢分离器的富CH4气体出口、所述CO2分离器的富CO2气体出口和所述费托合成反应器的入口，用于将所述富CH4气体和富CO2气体II进行重整处理，并将得到的重整处理产物返回并混入所述原料气。
26.根据权利要求25所述的装置，其中，所述气液分离器的气体产物出口还连接所述费托合成反应器的入口，用于将所述气体产物II返回并混入所述原料气；
和/或，该装置还包括：压缩机；所述压缩机连接所述重整处理反应器的出口和所述费托合成反应器的入口，用于将所述重整处理产物进行压缩。
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