CN115449398B - 费托合成产物分离系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种费托合成产物分离系统，包括：浆态床反应器，用于进行费托合成反应；重质油分离系统，用于对浆态床反应器反应后生成的油气进行分离，以得到轻质油气；重质蜡分离系统，用于对浆态床反应器反应后生成的重质蜡进行分离，以得到重质蜡释放气；轻质油分离系统，轻质油分离系统包括分离塔和第一分离装置，分离塔用于对重质油分离系统分离后得到的轻质油气和重质蜡分离系统分离后得到的重质蜡释放气进行分离，以得到气相产物、石脑油和轻质油，第一分离装置用于对分离塔分离后得到的气相产物进行分离，以得到轻污油产物、合成水产物和轻烃产物。通过本发明提供的技术方案，能够解决现有技术中的费托合成产物不能精确分离的问题。

Description

费托合成产物分离系统

技术领域

本发明涉及费托分离工艺技术领域，具体而言，涉及一种费托合成产物分离系统。

背景技术

目前，由于费托合成反应的复杂性，尤其在百万吨级规模及以上的费托分离工艺至关重要，一旦各种物料分离不好，易造成系统管线堵塞、下游产品加工运行难度大、产品质量不合格等后果。

通常费托分离工艺流程是费托合成气、脱碳净化气与来自循环气压缩机的循环气混合，经循环气换热器加热后进入浆态床反应器，在浆态床内进行费托反应。从浆态床反应器顶部出来的气相经过逐级冷却和分离，气相反应尾气一部分通过循环气压缩机返回浆态床反应器，一部分送至脱碳单元，此外还取一部分送至反吹系统，作为反应器过滤器的反吹。分离出的重质馏分油和轻质馏分油水送至馏分油汽提系统。从浆态床反应器中部产出的蜡经过分离后，气相和液相均送至馏分油汽提系统。在反应器顶部气相冷却时分离出来的轻质油水经油水分离器处理后，轻质油送至汽提塔，合成水送至合成水处理单元处理后送至煤气化单元作为激冷水。由反应系统分离出的重质馏分油、轻质馏分油和重质蜡经过汽提塔汽提后，得到稳定重油、稳定蜡和轻质石脑油等中间产品和释放气。稳定蜡送蜡过滤单元，稳定重油和轻质石脑油送油品加工装置，释放气经过压缩后送脱碳单元，费托合成水送合成水处理单元。但是，现有技术中的费托分离工艺，通常存在费托合成产物分离不完全，尤其是轻重油分离不完全，未实现多种目标产物的精确分离的问题。

发明内容

本发明提供了一种费托合成产物分离系统，以解决现有技术中的费托合成产物不能精确分离的问题。

为了解决上述问题，本发明提供了一种费托合成产物分离系统，包括：浆态床反应器，浆态床反应器用于进行费托合成反应；重质油分离系统，重质油分离系统用于对浆态床反应器反应后生成的油气进行分离，以得到轻质油气；重质蜡分离系统，重质蜡分离系统用于对浆态床反应器反应后生成的重质蜡进行分离，以得到重质蜡释放气；轻质油分离系统，轻质油分离系统包括分离塔和第一分离装置，分离塔用于对重质油分离系统分离后得到的轻质油气和重质蜡分离系统分离后得到的重质蜡释放气进行分离，以得到气相产物、石脑油和轻质油，第一分离装置用于对分离塔分离后得到的气相产物进行分离，以得到轻污油产物、合成水产物和轻烃产物。

进一步地，分离塔的顶部设置有气相产物出口，第一分离装置包括轻质油水分离器和合成尾气分液罐，气相产物出口和轻质油水分离器的进口连通，轻质油水分离器用于对分离塔分离后得到的气相产物进行分离，以得到合成水产物和轻烃产物，轻质油水分离器具有合成尾气出口，合成尾气出口和合成尾气分液罐的进口连通，合成尾气分液罐用于将轻质油水分离器分离后得到的合成尾气进行分液，以得到轻污油产物。

进一步地，轻质油分离系统还包括空冷器和轻烃回流泵，分离塔还设置有回流口，轻质油水分离器具有轻烃出口，空冷器设置在连通气相产物出口和轻质油水分离器的进口的管路上，轻烃出口和轻烃回流泵的入口连通，轻烃回流泵的出口和回流口连通。

进一步地，重质蜡分离系统包括重质蜡收集罐、重质蜡稳压罐和再沸器，重质蜡收集罐的进口和浆态床反应器的重质蜡出口连通，重质蜡收集罐的气体出口、流体出口分别和重质蜡稳压罐的进口、再沸器的壳体进口连通，重质蜡稳压罐的气体出口、流体出口分别和分离塔、再沸器的壳体进口连通，再沸器的壳体出口用于和加氢装置连通，再沸器用于对重质蜡收集罐、重质蜡稳压罐分离出的重质蜡进行换热。

进一步地，再沸器具有第一回流管路和第二回流管路，第一回流管路的两端分别和分离塔的塔底液出口、再沸器的换热管进口连通，第二回流管路的两端分别和再沸器的换热管出口、分离塔的塔底液进口连通。

进一步地，重质油分离系统包括循环换热器和重质油分离器，费托合成产物分离系统还包括合成气循环系统，合成气循环系统用于为浆态床反应器提供合成气，循环换热器的壳体进口和浆态床反应器的油气出口连通，循环换热器的壳体出口和重质油分离器的进口连通，循环换热器用于将浆态床反应器反应后生成的油气和合成气进行换热，重质油分离器用于对浆态床反应器反应后生成的油气进行分离，重质油分离器的气体出口和分离塔连通，重质油分离器的液体出口用于和加氢装置连通。

进一步地，合成气循环系统包括第一输送管路、第二输送管路和循环气压缩机，第一输送管路的输入端和循环气压缩机的出口连通，第一输送管路的输出端和循环换热器的换热管进口连通，第二输送管路的输入端和循环换热器的换热管出口连通，第二输送管路的输出端和浆态床反应器连通，合成尾气分液罐的气体出口和循环气压缩机的进口连通。

进一步地，合成气循环系统还包括氢气输送管路和氢碳比调节装置，氢气输送管路和第一输送管路的输入端连通，氢碳比调节装置用于控制氢气输送管路进入第一输送管路的氢气。

进一步地，氢碳比调节装置包括调节阀、氢碳比检测仪和控制部，调节阀设置在氢气输送管路上，调节阀、氢碳比检测仪均和控制部电连接，氢碳比检测仪用于检测第一输送管路中合成气的氢碳比，控制部用于接收氢碳比检测仪检测的信号，且控制部控制调节阀的开闭。

进一步地，合成气循环系统还包括费托净化气管路和脱碳净化气管路，费托净化气管路和第一输送管路连通，脱碳净化气管路和循环气压缩机的进口连通。

应用本发明的技术方案，提供了一种费托合成产物分离系统，包括：浆态床反应器，浆态床反应器用于进行费托合成反应；重质油分离系统，重质油分离系统用于对浆态床反应器反应后生成的油气进行分离，以得到轻质油气；重质蜡分离系统，重质蜡分离系统用于对浆态床反应器反应后生成的重质蜡进行分离，以得到重质蜡释放气；轻质油分离系统，轻质油分离系统包括分离塔和第一分离装置，分离塔用于对重质油分离系统分离后得到的轻质油气和重质蜡分离系统分离后得到的重质蜡释放气进行分离，以得到气相产物、石脑油和轻质油，第一分离装置用于对分离塔分离后得到的气相产物进行分离，以得到轻污油产物、合成水产物和轻烃产物。采用该方案，设置分离塔和第一分离装置，通过分离塔能够将重质油分离系统分离后得到的轻质油气和重质蜡分离系统分离后得到的重质蜡释放气进行分离，从而得到液相产物石脑油和轻质油，气相产物通过第一分离装置继续进行分离，从而得到轻污油产物、合成水产物和轻烃产物。利用本方案的费托合成产物分离系统，能够通过分离塔和第一分离装置对轻质油气和重质蜡释放气进行进一步分离，有效解决了现有技术中对于费托合成产物中的轻重油分离不完全，未实现多种目标产物精确分离的问题。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了本发明的实施例提供的费托合成产物分离系统的结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、浆态床反应器；

20、重质油分离系统；21、循环换热器；22、重质油分离器；

30、重质蜡分离系统；31、重质蜡收集罐；32、重质蜡稳压罐；33、再沸器；331、第一回流管路；332、第二回流管路；

40、轻质油分离系统；41、分离塔；42、第一分离装置；421、轻质油水分离器；422、合成尾气分液罐；43、空冷器；44、轻烃回流泵；

50、合成气循环系统；51、第一输送管路；52、第二输送管路；53、循环气压缩机；54、氢气输送管路；55、氢碳比调节装置；551、调节阀；552、氢碳比检测仪；56、费托净化气管路；57、脱碳净化气管路。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明的实施例提供了一种费托合成产物分离系统，包括：浆态床反应器10，浆态床反应器10用于进行费托合成反应；重质油分离系统20，重质油分离系统20用于对浆态床反应器10反应后生成的油气进行分离，以得到轻质油气；重质蜡分离系统30，重质蜡分离系统30用于对浆态床反应器10反应后生成的重质蜡进行分离，以得到重质蜡释放气；轻质油分离系统40，轻质油分离系统40包括分离塔41和第一分离装置42，分离塔41用于对重质油分离系统20分离后得到的轻质油气和重质蜡分离系统30分离后得到的重质蜡释放气进行分离，以得到气相产物、石脑油和轻质油，第一分离装置42用于对分离塔41分离后得到的气相产物进行分离，以得到轻污油产物、合成水产物和轻烃产物。

采用该方案，设置分离塔41和第一分离装置42，通过分离塔41能够将重质油分离系统20分离后得到的轻质油气和重质蜡分离系统30分离后得到的重质蜡释放气进行分离，从而得到液相产物石脑油和轻质油，气相产物通过第一分离装置42继续进行分离，从而得到轻污油产物、合成水产物和轻烃产物。利用本方案的费托合成产物分离系统，能够通过分离塔41和第一分离装置42对轻质油气和重质蜡释放气进行进一步分离，有效解决了现有技术中对于费托合成产物中的轻重油分离不完全，未实现多种目标产物精确分离的问题。

其中，分离塔41的顶部设置有气相产物出口，第一分离装置42包括轻质油水分离器421和合成尾气分液罐422，气相产物出口和轻质油水分离器421的进口连通，轻质油水分离器421用于对分离塔41分离后得到的气相产物进行分离，以得到合成水产物和轻烃产物，轻质油水分离器421具有合成尾气出口，合成尾气出口和合成尾气分液罐422的进口连通，合成尾气分液罐422用于将轻质油水分离器421分离后得到的合成尾气进行分液，以得到轻污油产物。设置轻质油水分离器421，能够对分离塔41分离后的气相产物进行分离，从而得到合成水产物和轻烃产物，并且分离出的气相产物进入合成尾气分液罐422进行进一步的分离，从而得到轻污油产物。

进一步地，轻质油分离系统40还包括空冷器43和轻烃回流泵44，分离塔41还设置有回流口，轻质油水分离器421具有轻烃出口，空冷器43设置在连通气相产物出口和轻质油水分离器421的进口的管路上，轻烃出口和轻烃回流泵44的入口连通，轻烃回流泵44的出口和回流口连通。采用上述设置方式，设置空冷器43，能够对分离塔41分离出的气相产物进行冷却；设置轻烃回流泵44，能够将轻质油水分离器421分离后的一部分轻烃输送至分离塔41的塔顶，从而降低分离塔41塔顶轻烃中的重烃含量，有利于下游工序的产品加工。

具体地，重质蜡分离系统30包括重质蜡收集罐31、重质蜡稳压罐32和再沸器33，重质蜡收集罐31的进口和浆态床反应器10的重质蜡出口连通，重质蜡收集罐31的气体出口、流体出口分别和重质蜡稳压罐32的进口、再沸器33的壳体进口连通，重质蜡稳压罐32的气体出口、流体出口分别和分离塔41、再沸器33的壳体进口连通，再沸器33的壳体出口用于和加氢装置连通，再沸器33用于对重质蜡收集罐31、重质蜡稳压罐32分离出的重质蜡进行换热。设置重质蜡收集罐31，能够对浆态床反应器10反应后产生的重质蜡进行收集，重质蜡通过重质蜡收集罐31的流体出口进入再沸器33中，同时重质蜡释放气通过重质蜡收集罐31的气体出口进入重质蜡稳压罐32中，通过重质蜡稳压罐32将重质蜡通过重质蜡稳压罐32的流体出口进入再沸器33中，重质蜡释放气通过重质蜡稳压罐32的气体出口进入分离塔41中。

进一步地，再沸器33具有第一回流管路331和第二回流管路332，第一回流管路331的两端分别和分离塔41的塔底液出口、再沸器33的换热管进口连通，第二回流管路332的两端分别和再沸器33的换热管出口、分离塔41的塔底液进口连通。采用上述设置方式，设置再沸器33，能够将重质蜡和分离塔41的塔底液进行换热，从而将分离塔41的塔底液汽化，再次返回分离塔41中，为分离塔41的分离提供所需的热量。

具体地，重质油分离系统20包括循环换热器21和重质油分离器22，费托合成产物分离系统还包括合成气循环系统50，合成气循环系统50用于为浆态床反应器10提供合成气，循环换热器21的壳体进口和浆态床反应器10的油气出口连通，循环换热器21的壳体出口和重质油分离器22的进口连通，循环换热器21用于将浆态床反应器10反应后生成的油气和合成气进行换热，重质油分离器22用于对浆态床反应器10反应后生成的油气进行分离，重质油分离器22的气体出口和分离塔41连通，重质油分离器22的液体出口用于和加氢装置连通。设置循环换热器21，能够将浆态床反应器10反应后生成的油气和合成气进行换热，从而降低油气的温度，随后进入重质油分离器22，同时又能够为反应时所需的合成气进行加热，提高了反应时的反应效果；设置重质油分离器22，能够将生成的油气进行气液分离，将分离后产生的重质油输送至加氢装置，分离后产生的轻质油气进入分离塔41进行分离。

进一步地，合成气循环系统50包括第一输送管路51、第二输送管路52和循环气压缩机53，第一输送管路51的输入端和循环气压缩机53的出口连通，第一输送管路51的输出端和循环换热器21的换热管进口连通，第二输送管路52的输入端和循环换热器21的换热管出口连通，第二输送管路52的输出端和浆态床反应器10连通，合成尾气分液罐422的气体出口和循环气压缩机53的进口连通。通过上述设置方式，能够将合成尾气分液罐422分离后产生的循环气通过合成尾气分液罐422的气体出口进入循环气压缩机53，从而作为合成气的原料。循环气压缩机53将合成气输送至第一输送管路51，经过循环换热器21后，通过第二输送管路52进入浆态床反应器10进行反应。其中，循环气的成分如下：H2(50-65％)、CO(7-10％)、CO2(8-15％)、CH4(3-8％)和N2(5-10％)。

其中，合成气循环系统50还包括氢气输送管路54和氢碳比调节装置55，氢气输送管路54和第一输送管路51的输入端连通，氢碳比调节装置55用于控制氢气输送管路54进入第一输送管路51的氢气。通过设置氢碳比调节装置55，能够控制进入第一输送管路51的氢气，从而能够控制第一输送管路51中合成气的氢碳比含量，进而提高了反应效果。

进一步地，氢碳比调节装置55包括调节阀551、氢碳比检测仪552和控制部，调节阀551设置在氢气输送管路54上，调节阀551、氢碳比检测仪552均和控制部电连接，氢碳比检测仪552用于检测第一输送管路51中合成气的氢碳比，控制部用于接收氢碳比检测仪552检测的信号，且控制部控制调节阀551的开闭。采用上述设置方式，通过氢碳比检测仪552检测到的信号传输至控制部，随后控制部根据检测到的氢碳比，来控制调节阀551的开度。

具体地，合成气循环系统50还包括费托净化气管路56和脱碳净化气管路57，费托净化气管路56和第一输送管路51连通，脱碳净化气管路57和循环气压缩机53的进口连通。通过上述设置方式，能够将费托净化气和脱碳净化气输送至第一输送管路51，作为合成气的组成成分。

本方案的优点如下：

1、轻、重质油分离效果好，轻质油组分中重组分含量低，避免后系统管线、除沫器堵塞；

2、实现种费托合成产物的精准分离，使得费托合成装置除重质蜡、重质油等中间产品外，采出轻质油(C12-C22)、石脑油(C6-C12)、轻烃(C3-C6)三种不同的产品以及合成水，为下游多种产品加工方案提供良好原料；

3、通过设置再沸器，实现了费托合成高温重质蜡热量的高效回收，降低装置能耗；

4、实现了费托合成产物的直接外送，减少机泵等二次加压设施，降低装置能耗；

5、合成尾气分液罐分离后的合成尾气含油量少，能够在原料上保证脱碳单元安全稳定运行，不出现填料堵塞、液泛等现象；

6、通过设置氢碳比调节装置，实现了合成气中氢碳比精准控制，提高了反应效果。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种费托合成产物分离系统，其特征在于，包括：

浆态床反应器(10)，所述浆态床反应器(10)用于进行费托合成反应；

重质油分离系统(20)，所述重质油分离系统(20)用于对所述浆态床反应器(10)反应后生成的油气进行分离，以得到轻质油气；

重质蜡分离系统(30)，所述重质蜡分离系统(30)用于对所述浆态床反应器(10)反应后生成的重质蜡进行分离，以得到重质蜡释放气；

轻质油分离系统(40)，所述轻质油分离系统(40)包括分离塔(41)和第一分离装置(42)，所述分离塔(41)用于对所述重质油分离系统(20)分离后得到的轻质油气和所述重质蜡分离系统(30)分离后得到的重质蜡释放气进行分离，以得到气相产物、石脑油和轻质油，所述第一分离装置(42)用于对所述分离塔(41)分离后得到的气相产物进行分离，以得到轻污油产物、合成水产物和轻烃产物；

所述重质蜡分离系统(30)包括重质蜡收集罐(31)、重质蜡稳压罐(32)和再沸器(33)，所述重质蜡收集罐(31)的进口和所述浆态床反应器(10)的重质蜡出口连通，所述重质蜡收集罐(31)的气体出口、流体出口分别和所述重质蜡稳压罐(32)的进口、所述再沸器(33)的壳体进口连通，所述重质蜡稳压罐(32)的气体出口、流体出口分别和所述分离塔(41)、所述再沸器(33)的壳体进口连通，所述再沸器(33)的壳体出口用于和加氢装置连通，所述再沸器(33)用于对所述重质蜡收集罐(31)、所述重质蜡稳压罐(32)分离出的重质蜡进行换热。

2.根据权利要求1所述的费托合成产物分离系统，其特征在于，所述分离塔(41)的顶部设置有气相产物出口，所述第一分离装置(42)包括轻质油水分离器(421)和合成尾气分液罐(422)，所述气相产物出口和所述轻质油水分离器(421)的进口连通，所述轻质油水分离器(421)用于对所述分离塔(41)分离后得到的气相产物进行分离，以得到合成水产物和轻烃产物，所述轻质油水分离器(421)具有合成尾气出口，所述合成尾气出口和所述合成尾气分液罐(422)的进口连通，所述合成尾气分液罐(422)用于将所述轻质油水分离器(421)分离后得到的合成尾气进行分液，以得到轻污油产物。

3.根据权利要求2所述的费托合成产物分离系统，其特征在于，所述轻质油分离系统(40)还包括空冷器(43)和轻烃回流泵(44)，所述分离塔(41)还设置有回流口，所述轻质油水分离器(421)具有轻烃出口，所述空冷器(43)设置在连通所述气相产物出口和所述轻质油水分离器(421)的进口的管路上，所述轻烃出口和所述轻烃回流泵(44)的入口连通，所述轻烃回流泵(44)的出口和所述回流口连通。

4.根据权利要求1所述的费托合成产物分离系统，其特征在于，所述再沸器(33)具有第一回流管路(331)和第二回流管路(332)，所述第一回流管路(331)的两端分别和所述分离塔(41)的塔底液出口、所述再沸器(33)的换热管进口连通，所述第二回流管路(332)的两端分别和所述再沸器(33)的换热管出口、所述分离塔(41)的塔底液进口连通。

5.根据权利要求2所述的费托合成产物分离系统，其特征在于，所述重质油分离系统(20)包括循环换热器(21)和重质油分离器(22)，所述费托合成产物分离系统还包括合成气循环系统(50)，所述合成气循环系统(50)用于为所述浆态床反应器(10)提供合成气，所述循环换热器(21)的壳体进口和所述浆态床反应器(10)的油气出口连通，所述循环换热器(21)的壳体出口和所述重质油分离器(22)的进口连通，所述循环换热器(21)用于将所述浆态床反应器(10)反应后生成的油气和合成气进行换热，所述重质油分离器(22)用于对所述浆态床反应器(10)反应后生成的油气进行分离，所述重质油分离器(22)的气体出口和所述分离塔(41)连通，所述重质油分离器(22)的液体出口用于和加氢装置连通。

6.根据权利要求5所述的费托合成产物分离系统，其特征在于，所述合成气循环系统(50)包括第一输送管路(51)、第二输送管路(52)和循环气压缩机(53)，所述第一输送管路(51)的输入端和所述循环气压缩机(53)的出口连通，所述第一输送管路(51)的输出端和所述循环换热器(21)的换热管进口连通，所述第二输送管路(52)的输入端和所述循环换热器(21)的换热管出口连通，所述第二输送管路(52)的输出端和所述浆态床反应器(10)连通，所述合成尾气分液罐(422)的气体出口和所述循环气压缩机(53)的进口连通。

7.根据权利要求6所述的费托合成产物分离系统，其特征在于，所述合成气循环系统(50)还包括氢气输送管路(54)和氢碳比调节装置(55)，所述氢气输送管路(54)和所述第一输送管路(51)的输入端连通，所述氢碳比调节装置(55)用于控制所述氢气输送管路(54)进入所述第一输送管路(51)的氢气。

8.根据权利要求7所述的费托合成产物分离系统，其特征在于，所述氢碳比调节装置(55)包括调节阀(551)、氢碳比检测仪(552)和控制部，所述调节阀(551)设置在所述氢气输送管路(54)上，所述调节阀(551)、所述氢碳比检测仪(552)均和所述控制部电连接，所述氢碳比检测仪(552)用于检测所述第一输送管路(51)中合成气的氢碳比，所述控制部用于接收所述氢碳比检测仪(552)检测的信号，且所述控制部控制所述调节阀(551)的开闭。

9.根据权利要求6所述的费托合成产物分离系统，其特征在于，所述合成气循环系统(50)还包括费托净化气管路(56)和脱碳净化气管路(57)，所述费托净化气管路(56)和所述第一输送管路(51)连通，所述脱碳净化气管路(57)和所述循环气压缩机(53)的进口连通。