專(zhuān)利名稱(chēng)：一種費(fèi)托合成裝置開(kāi)工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種費(fèi)托合成裝置的開(kāi)工方法。
背景技術(shù)：
費(fèi)托合成是一個(gè)強(qiáng)放熱反應(yīng)，在裝置開(kāi)工初期，由于催化劑初期活性較高，非常容易引起催化劑床層出現(xiàn)局部熱點(diǎn)，如果熱點(diǎn)出現(xiàn)惡化，將會(huì)引起催化劑床層超溫，造成催化劑性能下降甚至報(bào)廢。因此，實(shí)現(xiàn)費(fèi)托合成裝置的平穩(wěn)開(kāi)工對(duì)于裝置的高效運(yùn)轉(zhuǎn)非常重要。CN1167650C公開(kāi)了一種由合成氣合成烴的生產(chǎn)方法。該方法是利用含氮?dú)獾南♂尯铣蓺庠诖呋瘎┑淖饔孟潞铣蔁N類(lèi)。本方法通過(guò)在合成氣中加入氮?dú)鈱?shí)現(xiàn)反應(yīng)物濃度的降低，從而降低單位體積原料氣的放熱量，實(shí)現(xiàn)對(duì)床層溫度的有效控制。 US20050154069A1公開(kāi)了一種在含氮污染物下進(jìn)行的費(fèi)托合成反應(yīng)。本發(fā)明所述費(fèi)托合成反應(yīng)在含氮污染物濃度為IOOppb 3ppm的合成氣中進(jìn)行。通過(guò)引入含氮污染物控制催化劑活性，控制CO轉(zhuǎn)化率至少為催化劑未中毒情況下的50 % 65 %，然后再提高反應(yīng)溫度將CO轉(zhuǎn)化率提高至正常水平。該方法通過(guò)引入污染物使催化劑部分中毒，從而抑制催化劑活性，控制反應(yīng)放熱量。上述方法雖然在某種程度上緩解了由放熱量過(guò)大帶來(lái)的床層溫度分布不均的問(wèn)題，但是這些方法都引入了除合成氣之外的物質(zhì)，在裝置實(shí)際運(yùn)行中帶來(lái)較大的不便。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是在現(xiàn)有技術(shù)基礎(chǔ)上提供了一種費(fèi)托合成裝置開(kāi)工方法，以解決費(fèi)托合成裝置開(kāi)工初期存在超溫風(fēng)險(xiǎn)的問(wèn)題，提高了裝置開(kāi)工初期運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定性。提供的開(kāi)工方法包括如下步驟(I)費(fèi)托合成催化劑在還原性氣體中進(jìn)行還原；(2)在催化劑床層軸向溫差為Λ Tl的操作條件下進(jìn)行費(fèi)托合成反應(yīng)4 48h ；(3)在催化劑床層軸向溫差為Λ T2的操作條件下進(jìn)行費(fèi)托合成反應(yīng)4 48h;(4)在催化劑床層軸向溫差為ΛΤ3的操作條件下進(jìn)行費(fèi)托合成反應(yīng)，以生產(chǎn)液體烴類(lèi)。所述ΛΤ1、ΛΤ2、ΛΤ3 的關(guān)系滿(mǎn)足如下條件0°C< ΔΤ1 < (1/2) ΔΤ2 ；(1/3) Δ T3< ΔΤ2 < (2/3) ΛΤ3。所述ΛΤ1 為 2 5 。所述費(fèi)托合成裝置為固定床費(fèi)托合成裝置。所述費(fèi)托合成催化劑為鈷基費(fèi)托合成催化劑。步驟(I)所述催化劑還原條件為溫度300 600°C、壓力O.1 2. OMPa、氣時(shí)空速 300 300011'步驟(I)所述還原性氣體為氫氣、或者是氫氣與氮?dú)獾幕旌蠚怏w，混合氣體中，氫氣的體積分?jǐn)?shù)為2% 99%。
步驟⑵ 步驟⑷所述費(fèi)托合成反應(yīng)條件為溫度170 280°C、壓力1. O 5. OMPa、新鮮合成氣空速300 30001Γ1、新鮮合成氣氫碳摩爾比O. 5 3. O、氣體循環(huán)比I 10。本發(fā)明通過(guò)控制不同運(yùn)轉(zhuǎn)階段的催化劑床層溫差，使其安全地渡過(guò)高活性階段，實(shí)現(xiàn)裝置的平穩(wěn)開(kāi)工。有效地降低了費(fèi)托合成裝置開(kāi)工初期的超溫風(fēng)險(xiǎn)，提高了裝置開(kāi)工初期運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定性。此外，本發(fā)明在實(shí)施時(shí)，不需外加合成氣之外的任何物質(zhì)，操作上簡(jiǎn)單實(shí)用。


圖1是固定床費(fèi)托合成反應(yīng)器內(nèi)熱偶分布圖。
具體實(shí)施例方式下面的實(shí)施例將對(duì)本發(fā)明提供的方法予以進(jìn)一步的說(shuō)明，但并不因此而限制本發(fā)明。實(shí)施例中試驗(yàn)裝置為固定床費(fèi)托合成裝置，采用汽包取熱方式移熱，反應(yīng)器內(nèi)催化劑裝量800mL，催化劑床層高度1200mm，反應(yīng)管中心設(shè)置熱偶套管，套管內(nèi)裝6根熱偶進(jìn)行床層軸向溫度監(jiān)測(cè)，熱偶分布見(jiàn)附圖1所示。實(shí)施例中催化劑為鈷基固定床費(fèi)托合成催化劑RFT-2，由中石化催化劑長(zhǎng)嶺分公
司生產(chǎn)。實(shí)施例1將鈷基固定床費(fèi)托合成催化劑裝入反應(yīng)器后，首先在純氫氣氛中對(duì)催化劑進(jìn)行還原，還原條件為溫度400°C、壓力O. 5MPa、氣體空速δΟΟΙΓ1、還原時(shí)間24h。還原后的催化劑在氫氣氣氛中降溫至150°C，向反應(yīng)器中引入合成氣(氣體空速δΟΟΙΓ1，氫氣/ 一氧化碳摩爾比1. 0)，并將系統(tǒng)壓力升至1. 5MPa，待壓力升至要求值后，啟動(dòng)循環(huán)壓縮機(jī)建立氣體循環(huán)(控制循環(huán)比為8. 0)，并以2V /h的升溫速率將床層平均溫度升至190°C，并在190°C下恒溫24h，該階段床層溫度分布見(jiàn)表I。催化劑在190°C下恒溫24h后，繼續(xù)以TC /h的升溫速率將床層平均溫度升至200°C，并在200°C下恒溫24h，該階段床層溫度分布見(jiàn)表I。催化劑在200°C下恒溫24h后，繼續(xù)以TC /h的升溫速率將床層平均溫度升至210°C，在該溫度下進(jìn)行費(fèi)托合成反應(yīng)生產(chǎn)液體烴類(lèi)，該階段床層溫度分布見(jiàn)表I，費(fèi)托合成反應(yīng)效果見(jiàn)表2。本實(shí)施例ΛΤ1 =1. 9°C, ΔΤ2 = 4. (TC，Δ T3 = 6. 1°C，滿(mǎn)足0°C< ΔΤ1 < (1/2) ΔΤ2 ； (1/3) Δ T3 < Δ T2 < (2/3) Λ T3。說(shuō)明采用本發(fā)明所述方法可以實(shí)現(xiàn)費(fèi)托合成裝置的平穩(wěn)開(kāi)工。表I床層溫度分布
權(quán)利要求
1.一種費(fèi)托合成裝置開(kāi)工方法，包括以下步驟 (1)費(fèi)托合成催化劑在還原性氣體中進(jìn)行還原； (2)在催化劑床層軸向溫差為ATl的操作條件下進(jìn)行費(fèi)托合成反應(yīng)4 48h; (3)在催化劑床層軸向溫差為AT2的操作條件下進(jìn)行費(fèi)托合成反應(yīng)4 48h; (4)在催化劑床層軸向溫差為AT3的操作條件下進(jìn)行費(fèi)托合成反應(yīng)，以生產(chǎn)液體烴類(lèi)。
2.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述AT1、AT2、AT3的關(guān)系滿(mǎn)足如下條件0°C < ATl < (1/2) AT2 ； (1/3) A T3 < A T2 < (2/3) AT3。
3.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述ATl為2°C 5°C。
4.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述費(fèi)托合成裝置為固定床費(fèi)托合成裝置。
5.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述費(fèi)托合成催化劑為鈷基費(fèi)托合成催化劑。
6.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(I)所述催化劑還原條件為溫度300 600。。、壓力 0.1 2. OMPa、氣時(shí)空速 300 30001T1。
7.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(I)所述還原性氣體為氫氣、或者是氫氣與氮?dú)獾幕旌蠚怏w，混合氣體中，氫氣的體積分?jǐn)?shù)為2% 99%。
8.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(2) 步驟(4)所述費(fèi)托合成反應(yīng)條件為溫度170 280°C、壓力1. 0 5. OMPa、新鮮合成氣空速300 3000h'新鮮合成氣氫碳摩爾比0. 5 3. O、氣體循環(huán)比I 10。
全文摘要
一種費(fèi)托合成裝置開(kāi)工方法。包括如下步驟(1)費(fèi)托合成催化劑在300～600℃下以還原性氣體進(jìn)行還原；(2)在催化劑床層軸向溫差為ΔT1的操作條件下進(jìn)行費(fèi)托合成反應(yīng)；(3)在催化劑床層軸向溫差為ΔT2的操作條件下進(jìn)行費(fèi)托合成反應(yīng)；(4)在催化劑床層軸向溫差為ΔT3的操作條件下進(jìn)行費(fèi)托合成反應(yīng)，以生產(chǎn)液體烴類(lèi)。其中ΔT1、ΔT2、ΔT3滿(mǎn)足如下關(guān)系0℃＜ΔT1＜(1/2)ΔT2；(1/3)ΔT3＜ΔT2＜(2/3)ΔT3。通過(guò)本發(fā)明可以解決費(fèi)托合成裝置開(kāi)工過(guò)程容易超溫的問(wèn)題，提高裝置開(kāi)工平穩(wěn)性。
文檔編號(hào)B01J8/02GK103007835SQ20111028445
公開(kāi)日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2011年9月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月22日
發(fā)明者吳昊, 胡志海, 聶紅, 徐潤(rùn), 李猛, 侯朝鵬, 孫霞 申請(qǐng)人:中國(guó)石油化工股份有限公司, 中國(guó)石油化工股份有限公司石油化工科學(xué)研究院