CN1289638C - 纯化在Fischer－Tropsch反应中产生的富水物流的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种方法，用以从Fischer-Tropsch(FT)反应中产生的至少一部分气态粗产品或其冷凝物中分离出至少一部分非酸化学物质(NAC)，其至少包括以下步骤：在进料盘把至少一部分气态粗产品或其冷凝物进料到蒸馏塔中，从进料盘之上的塔板处将液体物流从塔中取出，把液体物流分成水相和富NAC相，以及在取出液体物流的塔板之下的塔板处把水相送回蒸馏塔。
Description
发明领域
本发明涉及一种从Fischer-Tropsch(FT)反应产生的富水物流中分离非酸化学物质的改进方法。
发明背景
在以下说明书中，术语“NAC”应解释为选自以下物质的非酸化学物质：丙酮和高级酮、甲醇、乙醇、丙醇和高级醇，即除酸以外的氧化烃。
术语“烃”应该解释为通常不溶于水的烃，例如，链烷烃和烯烃。
在Fischer-Tropsch(FT)合成单元产生的富水物流包含各种氧化物诸如醇、醛、酮、羧酸等，这些物质都是FT合成反应的产物。由于这些产物部分或全部溶解于水，所以这些化合物(部分)存在于含水物流中。
需要用蒸馏塔从富水物流中除去诸如醇、酮、醛和其他非酸化合物的非酸化学品(NAC)，以便在将这些处理后的水排放进入环境之前能够对其进行进一步处理。来自蒸馏塔的富NAC物流能够逐渐进一步加工成产品或应用于其他用途。
在蒸馏塔(通常称为反应水蒸馏(RWD)塔)中NAC和水之间的分馏由于存在于含水物流中的水和较重有机物(特别是C4和较重的醇)之间的极端非理想行为而使其复杂化。这种非理想状态致使这些化合物很容易从进料盘下的富水液相中汽提而出，这正是使用此塔的目的。然而，在进料盘以上，随着塔中液体的水含量减少，较重的醇挥发性变差，倾向于再次冷凝。
结果是重醇在塔中具有积累倾向，最终会积累到第二液相形成。这个氧化烃相含有的重醇比第一相多得多，含有的水要少得多。如果第二液相留在塔中，将为重醇向下迁移提供低挥发性途径，直至其被塔中的上升蒸气再次蒸发。这会导致氧化烃如重醇在塔内发生循环，塔板上的液体分布差，并最终导致重物质在塔底发生穿透。这种穿透将会导致塔底产品破坏塔底产品的分级，由于污染也能够在下游水处理设施中产生问题。
因此，在塔中形成的氧化烃相通常是经由塔底部，典型地是再沸器上的几个塔板处的相对小的蒸气流移出。该蒸气流然后被冷凝，分成两相。富水物流通过与进料混合或单独进料而被送回塔中。为了进一步处理，一般将氧化烃相与塔顶物流混合。
然而排出蒸气并不足以把氧化烃相去除到其在塔中不再出现的程度，其去除的氧化烃相仅仅能够足以抑制塔底产品的穿透。因此有机相的大量循环仍然在塔中发生，致使这种从水中分离化学物质的方法相当缺乏效率。
发明概述
本发明提供了一种方法，用以从Fischer-Tropsch(FT)反应中产生的至少一部分气态粗产品或其冷凝物中分离出至少一部分非酸化学物质(NAC)，其至少包括以下步骤：
-在进料盘把至少一部分气态粗产品或其冷凝物进料到蒸馏塔中；
-从进料盘之上的塔板处将液体物流从塔中取出；
-把液体物流分成水相和富NAC相；和
-在取出液体物流的塔板下的塔板处把水相送回蒸馏塔。
本方法可以包括在预备步骤中从气态粗产品冷凝物中去除C5～C20的烃。
预备步骤可包括冷凝气态粗产品和随后在三相分离器中分离之。从分离器出来的三种物流或许是：尾气、主要包括C5～C20烃的烃冷凝物和含NAC、水、酸和悬浮的烃的所谓反应水物流。
例如，反应水物流可具有以下组成(以质量计)：96％的水，3％的NAC，约1％的酸和约0.05～1.0％的C5～C20悬浮的烃。
随后可以使用能够把物流分离为烃悬浮体和富水物流的任何合适的分离器把悬浮的烃从反应水物流中分离出来。
使用的分离器可以是油聚结器，典型地可以是Pall聚结器，其能够从反应水物流中除去烃，至其浓度为10～1000ppm，一般为50ppm。
聚结器用以增加悬浮的烃的液滴大小，以便轻松实施液-液分离。
如果不能在蒸馏前除去反应水物流中包含的烃(典型地为0.05～1质量％)，则其会在蒸馏塔中产生泡沫或者会污染塔底产品，从而导致所述产品达不到烃含量的规定要求。
在另一个实施方案中，在蒸馏塔之前可以不用分离器或聚结器，取而代之的是用于在蒸馏之后从蒸馏塔底产品中分离出烃。在一个实施方案中，两相分离器和/或聚结器被用于从蒸馏塔的塔底产品中分离出烃。
分离出的烃可以再循环到三相分离步骤中或被送到下游的烃处理单元。
将除去悬浮的烃而产生的富水物流进料到蒸馏塔。富水物流可以含有一些聚结后残留的夹带的游离油和1～10质量％的NAC。
本方法使用的蒸馏塔可以具有30～60个塔板，典型的具有38～44个塔板。
蒸馏塔的进料盘可以位于第7和第15塔板之间，一般为第10塔板处(这是指从塔顶向下数塔板时)。
可以在位于进料盘之上且位于富NAC相最初出现或形成的塔板之下紧邻的塔板处将液体物流从蒸馏塔中取出，由此阻止所说相移动进入塔更低的部位并随之再循环到塔顶。随后液体物流被分成水相和富NAC相。
液体物流可以从蒸馏塔中第4和第13塔板之间的塔板处取出，一般是第6塔板(从塔顶计数)。通过位于塔内或塔外的滗析器装置，把液体物流分成水相和富NAC相。
水相在位于取出液体物流的塔板之下的塔板处被送回塔中，一般是在位于取出液体物流的塔板之下紧邻的塔板之处。
分离出的富NAC相可以与蒸馏塔的塔顶产品混合用于进一步处理，或对其单独处理以回收有价值的组分，或可以将其进料到加氢处理单元，这一般位于与蒸馏塔相同的位置。
从塔中排出的液体物流分离出的富NAC相可以含有90～100质量％，一般为95质量％的NAC(主要包括重醇)，同时水相可以含有80～100质量％，一般为约94质量％的水。
贫NAC而富水的物流可以作为塔底产品回收。
塔底产品主要包括来自于富水物流的水和有机酸，以及少量的NAC，一般约50ppm。塔底产品在被进一步处理或排放到环境中之前可以用于加热进入蒸馏塔的富水物流。
富含NAC的含水物流可以作为塔顶产品回收。
蒸馏塔的操作条件可以使塔顶产品含水15～45质量％，一般为25～30质量％。
发明详述
现在将参照附图通过以下的非限制性实施例描述本发明。
图1所示是本发明方法一个实施方案的流程图。
在图中，附图标记10通常是指从Fischer-Tropsch(FT)反应14中产生的气态粗产品12的冷凝富水部分28中分离出至少一部分非酸化学物质(NAC)的方法。
方法10包括一个预备步骤，其中将悬浮的烃从一部分气态粗产品12中除去。
预备步骤包括冷凝气态粗产品12和在一个典型的三相分离器16中分离它。从分离器16排出的三种物流为：尾气18，主要含有C5～C20烃的烃冷凝物20和含NAc、水、酸和悬浮的烃的所谓反应水物流22。
反应水物流22典型地具有以下组成(以质量计)：96％的水，3％的NAC，约1％的酸和约0.05～1.0％的悬浮的C5～C20烃。
然后通过使用Pall聚结器24把反应水物流22分离为烃悬浮体26和富水物流28。
Pall聚结器24能够从反应水物流22中除去烃，至其浓度为10～1000ppm，一般为50ppm。
将烃悬浮体26再循环到三相分离器16中或送到位于下游的烃处理单元(未显示)。
随后，将富水物流28在进料盘32处进料到蒸馏塔30。
将液体物流34从塔30中位于进料盘32之上的塔板处取出。液体物流34包括在蒸馏塔30中形成的两个液相，即一个富NAC相和富水相或水相。液相物流34的取出基本上从塔30中除去了所有液体，由此确保在此处从塔30中尽可能多地除去了富NAC相。
然后将液体物流34分成水相36和富NAC相38，其后水相36在低于取出液体物流34的塔板的塔板处被送回到蒸馏塔30。
贫NAc的富水物流40作为蒸馏塔30的塔底产品回收。
含水的富NAC物流42作为蒸馏塔30的塔顶产品回收。
图1中显示的蒸馏塔30具有42个塔板。进料盘32是第10塔板(从塔30的塔顶向下计数塔板时)，液体物流34在第6塔板处(从塔30的塔顶计数塔板)取出。
在所显示的实施方案中，液体物流34通过位于塔30外面的滗析器44分离。
塔30的操作条件一般使塔顶产品42含有15～45质量％的水，典型地为25～30质量％的水。
塔底产品40主要含有来自于粗产品12的水和有机酸以及少量的NAC，一般为约50ppm。
富NAC物流38一般含有95质量％的NAC(主要包括重醇)，同时水相36一般含约94质量％的水。
塔底产品40用于在被进一步处理或排入环境之前经由换热器46加热进入蒸馏塔30的富水物流28。
应该理解到，本发明并不受限于此前一般描述或举例说明的任何特定的实施方案或结构。
Claims (26)
1.一种用于从Fischer-Tropsch(FT)反应中产生的至少一部分气态粗产品或其冷凝物中分离出至少一部分非酸化学物质(NAC)的方法，其至少包括以下步骤：
-在进料盘把至少一部分气态粗产品或其冷凝物进料到蒸馏塔中；
-从进料盘之上的塔板处将液体物流从塔中取出；
-把液体物流分成水相和富NAC相；和
-在取出液体物流的塔板之下的塔板处把水相送回蒸馏塔。
2.权利要求1的方法，其中该方法包括在预备步骤中从气态粗产品冷凝物中除去C5～C20的烃。
3.权利要求2的方法，其中该方法包括的预备步骤包括在三相分离器中分离气态粗产品之前冷凝该气态粗产品。
4.权利要求3的方法，其中从分离器排出的三种物流为：尾气，主要含有C5～C20烃的烃冷凝物和含NAC、水、酸和悬浮的烃的反应水物流。
5.权利要求4的方法，其中随后使用油聚结器把悬浮的烃从反应水物流中分离出来。
6.权利要求5的方法，其中聚结器能够从反应水物流中除去烃，至其浓度为10～1000ppm。
7.权利要求1的方法，其中两相分离器和/或聚结器用于从蒸馏塔的塔底产品中分离出烃。
8.权利要求5的方法，其中分离出的烃被再循环到三相分离步骤中。
9.权利要求5的方法，其中分离出的烃被送到下游的烃处理单元。
10.权利要求5的方法，其中富水物流被进料到蒸馏塔。
11.权利要求1的方法，其中的蒸馏塔具有30～60个塔板。
12.权利要求1的方法，其中蒸馏塔具有38～44个塔板。
13.权利要求1的方法，其中当从塔顶向下计数塔板时，蒸馏塔的进料盘位于第7塔板和第15塔板之间。
14.权利要求13的方法，其中蒸馏塔的进料盘是第10塔板。
15.权利要求1的方法，其中在位于富NAC相最初出现或形成的塔板之下紧邻的塔板处将液体物流从塔中取出。
16.权利要求15的方法，其中液体物流随后被分离成水相和富NAC相。
17.权利要求16的方法，其中液体物流是通过位于塔内或塔外的滗析器被分成水相和富NAC相的。
18.权利要求1的方法，当从塔顶向下计数塔板时，其中将液体物流在位于第4和第13塔板之间的塔板处从蒸馏塔中取出。
19.权利要求1的方法，当从塔顶向下计数塔板时，其中将液体物流在第6塔板处从蒸馏塔中取出。
20.权利要求1的方法，其中将水相在位于取出液体物流的塔板之下紧邻的塔板处送回蒸馏塔。
21.权利要求1的方法，其中分离出的富NAC相与蒸馏塔的塔顶产品混合用于进一步加工处理。
22.权利要求1的方法，其中分离出的富NAC相被进料到位于与蒸馏塔相同地点的加氢处理单元中。
23.权利要求1的方法，其中贫NAC的富水物流作为蒸馏塔的塔底产品回收。
24.权利要求1的方法，其中含水的富NAC物流作为蒸馏塔的塔顶产品回收。
25.权利要求24的方法，其中蒸馏塔的操作条件使塔顶产品含有15～45质量％的水。
26.权利要求24的方法，其中蒸馏塔的操作条件使塔顶产品含有25～30质量％的水。
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