一種費托合成與分離裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及費托合成領域，特別涉及一種費托合成與分離裝置。
【背景技術】
[0002]隨著石油資源的日益減少，以及人類對保護生態(tài)環(huán)境要求的日益嚴格，世界對潔凈液體燃料的需求急劇增加，為了滿足這種需求，各國科研工作者致力于研究開發(fā)潔凈燃料油生產(chǎn)技術，其中以費托(Fischer-Tropsch)合成技術最受矚目。典型的費托合成工藝流程為:首先，煤/天然氣經(jīng)氣化或部分氧化、重整轉(zhuǎn)化為合成氣，再將合成氣脫硫、脫氧凈化后，根據(jù)采用的費托合成工藝條件及催化劑，調(diào)整H/C0比，然后進入費托合成反應器制取混合烴。最后，合成產(chǎn)物經(jīng)分離加工改質(zhì)后即可得到不同目標產(chǎn)品。
[0003]費托合成反應器是費托合成技術的核心，由于費托合成是強放熱反應，在反應過程中必須及時將反應熱移走，否則，催化劑就容易出現(xiàn)局部熱點，導致其快速失活和降低長鏈烷烴產(chǎn)品的選擇性；另外，漿態(tài)床反應器的床層處在三相湍流狀態(tài)，催化劑在反應器內(nèi)與反應器壁、反應器內(nèi)構(gòu)件、以及催化劑顆粒間會碰撞和摩擦，不可避免地被破碎和粉化，導致出現(xiàn)諸如粒徑低于5 μπι的粉末，這些粉末會隨費托合成蠟一起流出漿態(tài)床反應器，導致費托合成蠟中含鐵，無法滿足下游加氫裝置對進料鐵含量的要求(不超過5mg/kg)。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型的目的在于提供一種可以有效控制反應器內(nèi)部溫度并提高反應器空間利用率的費托合成與分離裝置。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用以下技術方案:
[0006]—種費托合成與分離裝置，包括楽態(tài)床反應器、第一換熱器、第二換熱器、第一過濾裝置和第二過濾裝置，所述第一換熱器設置于所述漿態(tài)床反應器內(nèi)且位于所述漿態(tài)床反應器的上部，所述第二換熱器設置在所述漿態(tài)床反應器外，并通過漿料流出管和漿料流入管與所述漿態(tài)床反應器下部形成換熱回路；
[0007]所述第一過濾裝置設置在所述漿態(tài)床反應器內(nèi)且位于所述漿態(tài)床反應器中部的位置，用于對待引出所述漿態(tài)床反應器的反應產(chǎn)物中的催化劑進行過濾分離；
[0008]所述第二過濾裝置設置在所述漿態(tài)床反應器外部，用于對所述第一過濾裝置引出的濾液進行過濾分離。
[0009]根據(jù)本實用新型的費托合成與分離裝置，優(yōu)選地，所述漿態(tài)床反應器下部設有氣體分布器；所述漿料流出管的一端連接至所述漿態(tài)床反應器位于所述第一過濾裝置與氣體分布器之間的位置，所述漿料流出管的另一端連接至所述第二換熱器上部的進料口，并且所述漿料流出管與所述漿態(tài)床反應器的連接位置高于所述第二換熱器的進料口 ；所述漿料流入管的一端連接至所述漿態(tài)床反應器位于所述漿料流出管與氣體分布器之間的位置，所述漿料流入管的另一端連接至所述第二換熱器下部的出料口，并且所述漿料流入管與所述漿態(tài)床反應器的連接位置低于所述第二換熱器的出料口，從而有利于物料在所述漿態(tài)床反應器與第二換熱器之間形成循環(huán)。進一步優(yōu)選地，所述漿料流入管上還設有循環(huán)栗，用于使物料在所述漿態(tài)床反應器與第二換熱器之間強制循環(huán)，從而可以控制物料在所述漿態(tài)床反應器與第二換熱器之間的循環(huán)速率，進而更好地調(diào)節(jié)所述漿態(tài)床反應器內(nèi)的溫度，并且設置循環(huán)栗強制循環(huán)還有利于防止所述第二換熱器被物料阻塞。
[0010]根據(jù)本實用新型的費托合成與分離裝置，優(yōu)選地，所述漿料流出管與所述第一換熱器之間的距離為所述漿態(tài)床反應器高度的1/4-1/2，進一步優(yōu)選為所述漿態(tài)床反應器高度的1/4-1/3，研究發(fā)現(xiàn)，當所述漿料流出管與所述第一換熱器之間設為上述距離時，可以在保證反應器內(nèi)反應空間的同時更好地保持反應器內(nèi)的溫度分布，防止局部飛溫。
[0011]在本實用新型中，由于反應器下部反應較為劇烈，優(yōu)選地，所述第二換熱器設有多組，例如2-5組、或者3-4組，繞所述漿態(tài)床反應器均勻布置，以增強移除熱量的效果。
[0012]根據(jù)本實用新型的費托合成與分離裝置，所述第一過濾裝置可以減少離開所述漿態(tài)床反應器的反應產(chǎn)物所夾帶的催化劑，本領域技術人員理解，可以實現(xiàn)上述過濾效果的過濾裝置有多種。優(yōu)選地，所述第一過濾裝置包括一個或多個過濾管件，所述過濾管件包括外過濾管、內(nèi)過濾管、外出料管和內(nèi)出料管，所述內(nèi)過濾管設置在所述外過濾管內(nèi)部，并且所述內(nèi)過濾管的濾孔直徑小于所述外過濾管的濾孔直徑；所述外過濾管的上部設有外反沖洗口，用于向所述外過濾管內(nèi)引入反沖洗液，所述內(nèi)過濾管的上部設有內(nèi)反沖洗口，用于向所述內(nèi)過濾管內(nèi)引入反沖洗液；所述外出料管連接至所述外過濾管的底部，用于引出所述外過濾管與內(nèi)過濾管之間的過濾產(chǎn)物并送回所述漿態(tài)床反應器；所述內(nèi)出料管連接至所述內(nèi)過濾管的底部，用于引出所述內(nèi)過濾管內(nèi)的過濾產(chǎn)物。進一步優(yōu)選地，所述過濾裝置設有多組，例如3-12組、或者5-8組，繞所述漿態(tài)床反應器側(cè)壁均勻布置，每組過濾裝置包括
3-30根，優(yōu)選5-25根，更優(yōu)選10-20根過濾管件，以提高過濾速率。
[0013]根據(jù)本實用新型的費托合成與分離裝置，優(yōu)選地，所述外過濾管的下部為非過濾段，例如所述非過濾段的長度不超過所述外過濾管長度的1/2，所述內(nèi)過濾管位于所述非過濾段內(nèi)，這種設計可以使得經(jīng)外過濾管過濾進入的反應產(chǎn)物不會在慣性的作用下直接作用于所述內(nèi)過濾管的表面，而是向下流動，在所述外過濾管的下部與所述內(nèi)過濾管接觸，由于反應產(chǎn)物與所述內(nèi)過濾管的過濾表面平行，從而帶走附著于所述內(nèi)過濾管表面的催化劑顆粒，有助于保持濾孔暢通，提高過濾效率。
[0014]根據(jù)本實用新型的費托合成與分離裝置，優(yōu)選地，所述外過濾管的濾孔直徑為15-60微米，開孔率不小于30%，所述內(nèi)過濾管的濾孔直徑為1-10微米，開孔率不小于60%，所述外過濾管的直徑不小于所述內(nèi)過濾管直徑的1.5倍；進一步優(yōu)選地，所述外過濾管的濾孔直徑為20-50微米，開孔率不小于35% ;所述內(nèi)過濾管的濾孔直徑為2-8微米，開孔率不小于65%，所述外過濾管的直徑為所述內(nèi)過濾管直徑的1.5-3倍；更進一步優(yōu)選地，所述外過濾管的濾孔直徑為30-40微米，開孔率為40-50% ;所述內(nèi)過濾管的濾孔直徑為
4-6微米，開孔率為70-80%，所述外過濾管的直徑為所述內(nèi)過濾管直徑的1.8-2.5倍。
[0015]根據(jù)本實用新型的費托合成與分離裝置，所述第二過濾裝置包括至少一個過濾單元，所述過濾單元包括原料罐、混料罐和過濾器；所述原料罐的出料口和混料罐的出料口分別通過管線連接至所述過濾器的進料口 ；所述過濾器的出料口處分別設有原料罐循環(huán)管、混料罐循環(huán)管和出料管，所述過濾器的出料口通過原料罐循環(huán)管連接至所述原料罐的進料口，所述過濾器的出料口通過混料罐循環(huán)管連接至所述混料罐的進料口 ；所述出料管與所述過濾器的出料口連接，用于將所述過濾器的合格濾液送出。
[0016]根據(jù)本實用新型的費托合成與分離裝置，優(yōu)選地，所述的至少一個過濾單元為兩個過濾單元，分別為一級過濾單元和二級過濾單元；其中，所述一級過濾單元用于對所述第一過濾裝置引出的濾液進行過濾分離，所述二級過濾單元用于對所述一級過濾單元得到的濾液進行過濾分離。采用兩級過濾，與僅采用一級過濾時，兩級過濾更有利于判斷過濾循環(huán)過程中鐵離子含量達到要求的時間，避免了因粗蠟原料的鐵含量出現(xiàn)波動時造成的產(chǎn)品蠟鐵含量超標。另外，采用兩級過濾時，盡管一級過濾器負荷較大，但二級過濾器的過濾負荷相對減小，濾餅的使用壽命會延長，同時由于二級過濾可選用間歇和連續(xù)進料兩種形式，過濾循環(huán)過程中產(chǎn)品蠟的指標更容易控制，并且可以靈活調(diào)節(jié)過濾循環(huán)量和吸附時間控制兩級負荷問題，實現(xiàn)了裝置的長周期穩(wěn)定運轉(zhuǎn)。
[0017]在本實用新型中，本領域技術人員可以理解，所述漿態(tài)床反應器還包括物料進出口，比如位于氣體分布器下方的原料氣進氣口、位于氣體分布器上方的催化劑進料口、位于反應器頂部的頂部排氣口和位于反應器底部的漿料排出口等，上述物料進出口的設置為本領域熟知，這里不再贅述。優(yōu)選地，反應器頂部出口處設置有防氣相夾帶分離器，以分離出排氣中的固、液相。
[0018]與現(xiàn)有技術相比，本實用新型提供的裝置設有內(nèi)置于反應器上部的第一換熱器和外置于反應器下部的第二換熱器，在反應器下部，新鮮原料氣與催化劑接觸，其反應較反應器中部和上部更為劇烈，通過將反應器下部漿液送入外置的第二換熱器內(nèi)換熱降溫，并使反應器下部的漿料循環(huán)流動，可以提高換熱效率，并且有利于氣體與催化劑的均勻接觸，提高反應效率；在反應器中部和上部反應較為溫和，積累的熱量可以